[發(fā)明專(zhuān)利]一種多通道集成光耦器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310456024.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103579282A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董桂芳;段煉;李東;邱勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué);北京維信諾科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/28
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/28;H01L51/42
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 彭秀麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電子領(lǐng)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(shù)

光耦器件是一種通常用于電隔離時(shí)能傳輸信號(hào)的光電子器件。它可以把一種信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，再把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為另一種可以探測(cè)的信號(hào)，一般至少包括三個(gè)重要的功能部件：能把電信號(hào)轉(zhuǎn)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(hào)為輸入而輸出為可探測(cè)信號(hào)的光敏功能部件。最常用的光耦器件，如圖1所示，利用一個(gè)電致發(fā)光部件A把一個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，再利用一個(gè)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(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，A和B之間通過(guò)電絕緣隔離部件C電隔離。光耦器件應(yīng)用范圍很廣，比如可以應(yīng)用到高壓電隔離控制中，在低壓端把控制電信號(hào)加載到電致發(fā)光部件上，得到反映電信號(hào)的光信號(hào)，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(hào)，該電信號(hào)就可以用來(lái)控制高壓端的電路、設(shè)備等。

集成電路的體積小、重量輕、引出線和焊點(diǎn)少、可靠性高；相對(duì)于分離元器件電路而言，采用集成電路構(gòu)成的整機(jī)電路性能指標(biāo)更高，設(shè)備的穩(wěn)定工作時(shí)間也可大大提高，同時(shí)成本價(jià)格更低，便于大規(guī)模生產(chǎn)。因此它在工業(yè)、民用電子設(shè)備以及軍事、通訊、遙控等方面得到廣泛的應(yīng)用，對(duì)于實(shí)現(xiàn)電子設(shè)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(shù)是由無(wú)機(jī)發(fā)光部件和無(wú)機(jī)光敏部件組成，由于無(wú)機(jī)發(fā)光器件很難高密度集成，因此多通道集成光耦難于實(shí)現(xiàn)，更不可能原位制備高密度的多通道集成光耦。因此，實(shí)現(xiàn)光耦的高度集成，對(duì)于光耦在電子行業(yè)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

有機(jī)發(fā)光二極管和有機(jī)半導(dǎo)體光敏器件是利用有機(jī)半導(dǎo)體材料制備的薄膜器件，可實(shí)現(xiàn)高分辨率集成，這就使得利用有機(jī)發(fā)光和有機(jī)半導(dǎo)體光敏技術(shù)實(shí)現(xiàn)光耦器件的高密度集成成為可能。

目前已經(jīng)有一些關(guān)于有機(jī)光耦器件的應(yīng)用研究（參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)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(fā)光部件和光敏部件共同使用一個(gè)基底，且分別設(shè)置在基底兩側(cè)。在光耦器件中發(fā)光部件和光敏部件需一一對(duì)應(yīng)，在此條件下，設(shè)置在基底兩側(cè)的發(fā)光部件和光敏部件必須具有一定大小的面積才能滿足對(duì)應(yīng)要求，因而限制了其在集成電路中的應(yīng)用，并沒(méi)有有效發(fā)揮有機(jī)薄膜器件在高分辨率集成方面的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的現(xiàn)有有機(jī)光耦器件無(wú)法實(shí)現(xiàn)高度集成的技術(shù)問(wèn)題，提供一種可實(shí)現(xiàn)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(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明所述的一種多通道集成光耦器件，包括設(shè)置在基板同側(cè)的多個(gè)光耦單元，相鄰所述光耦單元之間設(shè)置有不透光且絕緣的隔離柱，所述隔離柱用于對(duì)相鄰所述光耦單元進(jìn)行光隔離。

所述光耦單元包括疊加設(shè)置在所述基板上的有機(jī)電致發(fā)光部件、透明的電絕緣隔離部件和有機(jī)光敏部件，所述有機(jī)電致發(fā)光部件和有機(jī)光敏部件設(shè)置在所述電絕緣隔離部件的兩側(cè)，有機(jī)電致發(fā)光部件和有機(jī)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(jī)電致發(fā)光部件進(jìn)一步包括有機(jī)電致發(fā)光部件的第一電極、有機(jī)發(fā)光功能層、有機(jī)電致發(fā)光部件的第二電極。

所述有機(jī)光敏部件為含有光電導(dǎo)效應(yīng)或光敏性的有機(jī)半導(dǎo)體材料的有機(jī)光敏器件，進(jìn)一步包括有機(jī)光敏部件的第一電極、光敏功能層、有機(jī)光敏部件的第二電極。

所述隔離柱包括設(shè)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?jiǎng)澐譃榱校龈吒綦x柱組的高度等于所述有機(jī)發(fā)光功能層和所述光敏功能層中遠(yuǎn)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(jī)發(fā)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(shè)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(jī)電致發(fā)光部件與所述有機(jī)光敏部件的相對(duì)位置相同。

所述有機(jī)電致發(fā)光部件為有機(jī)發(fā)光二極管或有機(jī)電化學(xué)池。

所述有機(jī)光敏器件為有機(jī)光敏電阻、有機(jī)光敏二極管、有機(jī)光敏三極管或有機(jī)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(jié)構(gòu)。