[发明专利]整合集成电路、发光元件及传感元件的单衬底器件

权利要求书

1.一种单衬底电子器件，其特征在于，包含：

一个半导体衬底；

一个或多个在所述半导体衬底上构建的发光元件，所述发光元件设置为通过响应一个电流信号来发光；

一个或多个在所述半导体衬底上构建的传感元件，所述传感元件对与其邻近的光信号进行响应，并输出一个图像传感信号；

以及，一个或多个在所述半导体衬底上构建的集成电路，所述集成电路通过处理所述图像传感信号来形成所述电流信号，并将所述电流信号输送到所述发光元件。

2.如权利要求1所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述发光元件和传感元件构建于所述半导体衬底的第一表面上。

3.如权利要求2所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述集成电路构建于所述半导体衬底的第二表面上。

4.如权利要求3所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述第二表面位于所述半导体衬底的一侧，与所述第一表面相对。

5.如权利要求1所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述发光元件用于发射光脉冲，在光脉冲存在期间，所述传感元件关闭；

在所述发光元件发出光脉冲的时间间隔中，所述传感元件对其临近区域的光亮进行探测。

6.如权利要求1所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述半导体衬底是一个具有（111）晶面的硅衬底，所述发光元件包含：

一个位于所述硅衬底的（111）晶面上的GaN晶体结构，所述GaN晶体结构具有一个非极性平面，和平行于该非极性平面的一个第一平面；

以及，位于所述第一平面上的若干个发光层，所述发光层具有至少一个包含GaN的量子阱。

7.如权利要求6所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述第一平面基本垂直于硅衬底的所述（111）晶面。

8.如权利要求6所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述第一平面以硅衬底的所述（111）晶面的一侧边缘为边界。

9.如权利要求6所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述第一平面基本垂直于在所述GaN晶体结构的（1-100）方向配置的一个m轴。

10.如权利要求6所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述GaN晶体结构还包含一个半极性平面，和一个平行于该半极性平面的第二平面；所述GaN晶体结构还包含一个极性平面，和一个平行于该极性平面的第三平面；所述第二平面位于所述第一平面与第三平面之间。

11.如权利要求6所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述GaN晶体结构中是有掺杂的，并且，所述GaN晶体结构具有导电性；

所述单衬底电子器件进一步包含：

一个位于所述发光层上的上电极层，所述发光层位于所述GaN晶体结构与所述上电极层之间，当施加有穿过所述发光层的电场时，该发光层发光。

12.如权利要求6所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述发光元件进一步包含有位于所述硅衬底的（111）晶面与所述GaN晶体结构之间的反射层。

13.如权利要求12所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述发光元件进一步包含有位于所述反射层与所述硅衬底的（111）晶面之间的缓冲层。

14.如权利要求6所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述硅衬底进一步包含：

一个位于该硅衬底的（100）晶面的上表面；

一个或多个形成于所述上表面的凹槽，所述凹槽的一部分被限定为硅衬底的所述（111）晶面。

15.如权利要求14所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述凹槽的形状是沟槽形、倒金字塔形，或截短的倒金字塔形。

16.如权利要求6所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述量子阱包含若干个InGaN层及GaN层。

17.如权利要求1所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述传感元件是互补型金属氧化物半导体式的摄像头。

18.如权利要求1所述的单衬底电子器件，其特征在于，所述单衬底电子器件进一步包含在所述半导体衬底上以二维阵列排布的若干个传感元件，所述集成电路通过处理图像传感信号来产生一个图像信号，所述图像信号用以描绘在若干个所述传感元件附近呈现的画面。