[發明專利]一種多通道集成光耦器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201310456024.3
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103579282A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 董桂芳;段煉;李東;邱勇
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京維信諾科技有限公司
• 主分類號: H01L27/28
• 分類號: H01L27/28;H01L51/42
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 彭秀麗

技術領域

本發明涉及光電子領域，具體涉及一種多通道集成光耦器件及其制備方法。

背景技術

光耦器件是一種通常用于電隔離時能傳輸信號的光電子器件。它可以把一種信號轉化為光信號，再把光信號轉化為另一種可以探測的信號，一般至少包括三個重要的功能部件：能把電信號轉化為光并輸出光的功能部件、具有電絕緣且可以傳輸光的電絕緣隔離部件和以光信號為輸入而輸出為可探測信號的光敏功能部件。最常用的光耦器件，如圖1所示，利用一個電致發光部件A把一個電信號轉化為光信號，再利用一個光敏部件B，比如光敏電阻、光敏電容、光敏二極管或者光敏三極管等把光信號轉化為電信號，A和B之間通過電絕緣隔離部件C電隔離。光耦器件應用范圍很廣，比如可以應用到高壓電隔離控制中，在低壓端把控制電信號加載到電致發光部件上，得到反映電信號的光信號，然后光照射到處于高電壓電位的光敏器件上得到加載于高壓上的電信號，該電信號就可以用來控制高壓端的電路、設備等。

集成電路的體積小、重量輕、引出線和焊點少、可靠性高；相對于分離元器件電路而言，采用集成電路構成的整機電路性能指標更高，設備的穩定工作時間也可大大提高，同時成本價格更低，便于大規模生產。因此它在工業、民用電子設備以及軍事、通訊、遙控等方面得到廣泛的應用，對于實現電子設備的小型化以及高分辨率更是有著不可替代的作用。然而，目前光耦器件多數是由無機發光部件和無機光敏部件組成，由于無機發光器件很難高密度集成，因此多通道集成光耦難于實現，更不可能原位制備高密度的多通道集成光耦。因此，實現光耦的高度集成，對于光耦在電子行業中的應用具有十分重要的意義。

有機發光二極管和有機半導體光敏器件是利用有機半導體材料制備的薄膜器件，可實現高分辨率集成，這就使得利用有機發光和有機半導體光敏技術實現光耦器件的高密度集成成為可能。

目前已經有一些關于有機光耦器件的應用研究（參見專利文獻CN101442043A、CN1897311A、CN101783358A），但是在這些研究中通常以基底為電隔離絕緣部件，發光部件和光敏部件共同使用一個基底，且分別設置在基底兩側。在光耦器件中發光部件和光敏部件需一一對應，在此條件下，設置在基底兩側的發光部件和光敏部件必須具有一定大小的面積才能滿足對應要求，因而限制了其在集成電路中的應用，并沒有有效發揮有機薄膜器件在高分辨率集成方面的優勢。

發明內容

為此，本發明所要解決的現有有機光耦器件無法實現高度集成的技術問題，提供一種可實現高度集成的多通道集成光耦器件及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

本發明所述的一種多通道集成光耦器件，包括設置在基板同側的多個光耦單元，相鄰所述光耦單元之間設置有不透光且絕緣的隔離柱，所述隔離柱用于對相鄰所述光耦單元進行光隔離。

所述光耦單元包括疊加設置在所述基板上的有機電致發光部件、透明的電絕緣隔離部件和有機光敏部件，所述有機電致發光部件和有機光敏部件設置在所述電絕緣隔離部件的兩側，有機電致發光部件和有機光敏部件中靠近所述電絕緣隔離部件的電極為相同或不同的透明電極。

所述有機電致發光部件進一步包括有機電致發光部件的第一電極、有機發光功能層、有機電致發光部件的第二電極。

所述有機光敏部件為含有光電導效應或光敏性的有機半導體材料的有機光敏器件，進一步包括有機光敏部件的第一電極、光敏功能層、有機光敏部件的第二電極。

所述隔離柱包括設置在所述基板上的多組第一隔離柱，同組中第一隔離柱相互平行，不同組第一隔離柱所在直線相交；所述第一隔離柱由高隔離柱組和低隔離柱組組成；所述高隔離柱組將所述光耦單元劃分為列，所述高隔離柱組的高度等于所述有機發光功能層和所述光敏功能層中遠離所述基板的一層中的上表面高度，所述低隔離柱組的高度等于所述有機發光功能層和所述光敏功能層中靠近所述基板的一層中的下表面高度。

所述隔離柱還包括與所述電絕緣隔離部件同層設置的第二隔離柱，所述第二隔離柱的高度與所述電絕緣隔離部件的厚度相同，所述第二隔離柱在所述基板上的投影與所述低隔離柱組在所述基板上的投影重合。

所有所述光耦單元中所述有機電致發光部件與所述有機光敏部件的相對位置相同。

所述有機電致發光部件為有機發光二極管或有機電化學池。

所述有機光敏器件為有機光敏電阻、有機光敏二極管、有機光敏三極管或有機光敏晶體管中的一種。

所述隔離柱為氮化硅、碳化硅、氧化硅、聚酰亞胺或者光刻膠中的一種或多種的堆疊結構。