【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可见光传感，主要涉及一种基于覆盖mos2感光层的gan悬臂梁发光二极管的声波传感器。
技术介绍
1、gan基半导体发光器件自诞生以来发展迅速，由于其具有光电转换效率高、覆盖波长范围广、使用寿命长、可直接调制等优势，在各个领域都有着广泛的应用。
2、光学悬臂梁结构简单，在气体与液体环境中都对位移运动具有较高的敏感度，并且输出信号具有良好的重复性。通过悬臂梁技术设计的传感器远比其他类型传感器更加简单、迅速，且具有微型化、可批量生产、集成化、多功能性等优点。因此悬臂梁传感技术也成为了研究的热点领域之一。近年来，以石墨烯、过渡金属硫族化合物为代表的二维材料由于二维尺度上的局域特性，使其具有不同于三维块状体材料的特殊物理及化学特性。二维材料以其优异的光、电及力学性质而逐渐进入公众的视野，且已然被很广泛应用在光电子学，光伏，能源和微纳技术等领域。不同的二维材料在光电子领域产生了丰富的应用价值并且存在极大的应用前景，逐渐成为了人们关注的焦点领域。
3、目前对于纳米级机械振动进行探测方法主要有将机械振动的位移信号转化为电信号的电学检测和转化为光信号的光学探测的两种方法。相较于电学探测方法，利用光学探测器进行探测，具有较高的探测灵敏度、强的抗干扰能力以及简单的系统结构。因此利用光学方法探测机械振动受到研究者们越来越多的关注。且随着悬臂梁传感技术的发展，悬臂信号的读出方式大致可以分为电学方法和光学方法两种。相对于电学方法，光学方法具有抗电磁干扰能力强、易于集成、可实现多信道同时测量等优点。
4、但如
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于覆盖mos2感光层的gan悬臂梁发光二极管的声波传感器，通过双桥结构的悬臂梁发光二极管，将mos2作为薄膜覆盖到悬臂梁腔上方，构成声波传感器。并结合mos2薄膜随声波振动的物理特性和在发光二极管光激发下的发光特性，利用光电探测器实现声波传感。本专利技术能较好地解决现有声波传感器中灵敏度较低、稳定性较差等问题。
2、为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：
3、基于覆盖mos2感光层的gan悬臂梁发光二极管的声波传感器，包括硅基氮化物衬底，所述衬底上设有第一引脚支撑和第二引脚支撑；所述第一引脚支撑和第二引脚支撑之间通过第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑连接；所述第一引脚支撑、第二引脚支撑、第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑构成一个中心有长条状空腔的悬臂梁双桥结构。
4、进一步的，所述第一引脚支撑和第二引脚支撑均通过硅柱固定在衬底上。
5、进一步的，所述第一引脚支撑、第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑均由自下而上的n-gan层、量子阱层和p-gan层构成；所述第二引脚支撑为n-gan材质；在所述第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑远离所述第一引脚支撑的一端，所述n-gan层、量子阱层和p-gan层依次呈阶梯状布置，构成发光二极管。
6、进一步的，所述第一引脚支撑、第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑顶部分别设置有第一引脚电极、第一悬臂梁电极和第二悬臂梁电极；所述第一引脚电极分别与第一悬臂梁电极和第二悬臂梁电极相连接；所述第二引脚支撑顶部设置有第二引脚电极。
7、进一步的，所述第一悬臂梁电极、第二悬臂梁电极和悬臂梁双桥结构构成的空腔上设置有鼓状结构的mos2薄膜。
8、进一步的，所述声波传感器还包括设置在所述mos2薄膜上方的光电探测器以及电源控制和监测模块；所述光电探测器监测mos2薄膜振动的频率信息，并传输至电源控制和监测模块；所述电源控制和监测模块为第一引脚电极和第二引脚电极供电。
9、本专利技术还提供一种如上所述的基于覆盖mos2感光层的gan的悬臂梁发光二极管的声波传感器的制备方法，该方法包含以下步骤：
10、第一步：对硅基氮化物衬底进行减薄抛光，得到硅基氮化镓晶片；其中，所述硅基氮化物衬底自下而上由硅衬底层、n-gan层、量子阱层和p-gan层构成；
11、第二步：在硅基氮化镓晶片的上表面上旋涂光刻胶，采用光刻技术定义出双桥结构图形；
12、第三步：采用icp刻蚀技术，自双桥结构图形处向下刻蚀氮化物层直到硅衬底层中部，得到第一引脚支撑、第二引脚支撑、第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑；洗去光刻胶；
13、第四步：在硅衬底层、p-gan层表面旋涂光刻胶，采用光刻技术在p-gan层上光刻胶层表面定义出有第一悬臂梁支撑，第二悬臂梁支撑和第一引脚支撑对应的图形；采用icp刻蚀技术向下刻蚀至第二引脚支撑上的n-gan层表面，洗去光刻胶；得到自下向上由p-gan层、量子阱层和n-gan层构成的第一悬臂梁支撑、第二悬臂梁支撑和第一引脚支撑；
14、第五步：在第四步制备的衬底上旋涂光刻胶，采用光学光刻技术分别在p-gan层上的光刻胶层表面定义有第一引脚电极、第一悬臂梁电极和第二悬臂梁电极对应的透明电极图形，在n-gan层上的光刻胶层定义第二引脚电极对应的透明电极图形；采用电子束蒸镀技术蒸镀金属电极，获得相连接的第一引脚电极、第一悬臂梁电极和第二悬臂梁电极，以及独立的第二引脚电极；去除残余光刻胶；
15、第六步：采用硝酸和氢氟酸的混合成的酸性氧化刻蚀液湿法刻硅，直至硅衬底层底部，使硅衬底层上形成硅锥体结构的第一引脚支撑和第二引脚支撑；
16、第七步：采用湿法转移，将mos2薄膜转移至第一悬臂梁电极、第二悬臂梁电极以及双桥结构长条状空腔顶部，在由双悬臂梁构成的腔上方均匀覆盖mos2形成鼓状结构；
17、第八步，通过引线，将光电探测器和第一引脚电极、第二引脚电极连接到电源控制和监测模块上。
18、本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
19、本专利技术采用硅柱支撑悬臂梁双桥结构，相较于传统结构，发光二极管可以被悬空，损耗降低的同时可以提高二极管的发光效率；悬臂梁的引入不仅解决器件悬空后电极制备中的搭桥技术带来的困难，并且在散热性能方面带来了极大的提高；此外，本专利技术利用mos2薄膜的光致发光特性，通过设置在mos2薄膜上方的光电探测器监测mos2薄膜在声波干扰下的光信号，实现了声波信号到光信号的转换，进一步提高了声波传感的灵敏度和稳定性。本专利技术所设计的悬臂梁双桥结构不仅提升了mos2薄膜的光致发光性能，并且大大提高了mos2薄膜在声波传感器上的物理稳定性，保证了由声波信号转换的光信号的灵敏度和精确性。
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1.基于覆盖MoS2感光层的GaN悬臂梁发光二极管的声波传感器，其特征在于，所述声波传感器包括硅基氮化物衬底，所述衬底上设有第一引脚支撑和第二引脚支撑；所述第一引脚支撑和第二引脚支撑之间通过第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑连接；所述第一引脚支撑、第二引脚支撑、第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑构成一个中心有长条状空腔的悬臂梁双桥结构。
2.根据权利要求1所述的基于覆盖MoS2感光层的GaN悬臂梁发光二极管的声波传感器，其特征在于，所述第一引脚支撑和第二引脚支撑均通过硅柱固定在衬底上。
3.根据权利要求1所述的基于覆盖MoS2感光层的GaN悬臂梁发光二极管的声波传感器，其特征在于，所述第一引脚支撑、第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑均由自下而上的n-GaN层、量子阱层和p-GaN层构成；所述第二引脚支撑为n-GaN材质；在所述第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑远离所述第一引脚支撑的一端，所述n-GaN层、量子阱层和p-GaN层依次呈阶梯状布置，构成发光二极管。
4.根据权利要求3所述的基于覆盖MoS2感光层的GaN悬臂梁发光二极管的声波传感器，其特征在于，所述
5.根据权利要求4所述的基于覆盖MoS2感光层的GaN悬臂梁发光二极管的声波传感器，其特征在于，所述第一悬臂梁电极、第二悬臂梁电极和悬臂梁双桥结构构成的空腔上设置有鼓状结构的MoS2薄膜。
6.根据权利要求5所述的基于覆盖MoS2感光层的GaN悬臂梁发光二极管的声波传感器，其特征在于，所述声波传感器还包括设置在所述MoS2薄膜上方的光电探测器以及电源控制和监测模块；所述光电探测器监测MoS2薄膜振动的频率信息，并传输至电源控制和监测模块；所述电源控制和监测模块为第一引脚电极和第二引脚电极供电。
7.一种如权利要求1至6中任一所述的基于覆盖MoS2感光层的GaN的悬臂梁发光二极管的声波传感器的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.基于覆盖mos2感光层的gan悬臂梁发光二极管的声波传感器，其特征在于，所述声波传感器包括硅基氮化物衬底，所述衬底上设有第一引脚支撑和第二引脚支撑；所述第一引脚支撑和第二引脚支撑之间通过第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑连接；所述第一引脚支撑、第二引脚支撑、第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑构成一个中心有长条状空腔的悬臂梁双桥结构。
2.根据权利要求1所述的基于覆盖mos2感光层的gan悬臂梁发光二极管的声波传感器，其特征在于，所述第一引脚支撑和第二引脚支撑均通过硅柱固定在衬底上。
3.根据权利要求1所述的基于覆盖mos2感光层的gan悬臂梁发光二极管的声波传感器，其特征在于，所述第一引脚支撑、第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑均由自下而上的n-gan层、量子阱层和p-gan层构成；所述第二引脚支撑为n-gan材质；在所述第一悬臂梁支撑和第二悬臂梁支撑远离所述第一引脚支撑的一端，所述n-gan层、量子阱层和p-gan层依次呈阶梯状布置，构成发光二极管。
4.根据权利要求3所述的基于覆盖mos2感光...
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