[發明專利]一種用于圖像傳感器的有機光電探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 201710737228.2
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107634145A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 安濤;吳俊宇
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 談耀文

技術領域

本發明屬于有機半導體技術領域，涉及一種用于圖像傳感器的有機光電探測器，本發明還涉及上述有機光電探測器的制備方法。

背景技術

隨著電子產品的微型化、智能化及數字化，需要提高圖像傳感器的電路集成度、提高像素單元特性、減小單元面積，以實現微型化、智能化、低功耗及低成本的微型智能數字式“片上相機”系統。而有機薄膜器件工業的發展，特別是在顯示以及照明領域展現出的優勢，為圖像傳感技術打開了一扇大門。將有機光電探測器應用在圖像傳感領域，對可見光寬光譜全基色響應是滿足圖像傳感的關鍵技術之一。

現有的有機光電探測器大多數光譜響應范圍窄，部分響應范圍寬的有機光電探測器結構比較復雜，制備工藝要求高，對選用材料的互融性要求高。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于圖像傳感器的有機光電探測器，解決了現有有機光電探測器光譜響應范圍窄的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種用于圖像傳感器的有機光電探測器，包括玻璃基片，玻璃基片上表面設置有ITO電極層，玻璃基片上表面上還自下而上依次涂覆有陽極緩沖層、前置吸收層、主體活性層、陰極緩沖層以及Al電極層；

陽極緩沖層由MoO₃(氧化鉬)層和NPB(N,N'-雙-(3-萘基)-N,N'-二苯基-[1,1'-二苯基]-4,4'-二胺)層構成，前置吸收層為P3HT(聚-3己基噻吩)層，主體活性層為由電子給體材料PBDT-TT-F(4,8-雙-(2-乙基己氧基)-苯并[1.2-b:4,5-b]二噻吩)-(4-氟代噻并[3,4-b]噻吩)和電子受體材料PC₇₁BM([6,6]-苯基-碳71-丁酸甲酯)構成的復合層，陰極緩沖層由BCP(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉)層和MoO₃層構成。

本發明的特點還在于：

前置吸收層中的P3HT與主體活性層中的PC₇₁BM形成平面異質結，主體活性層中的PBDT-TT-F與PC₇₁BM形成體異質結。

PBDT-TT-F和PC71BM的質量比為1:1.5。

陽極緩沖層中MoO₃層厚度為2.5nm～3.5nm，NPB層厚度為0.8nm～1.2nm；前置吸收層厚度為15nm～25nm，主體活性層厚度為90nm～100nm；陰極緩沖層中的BCP層厚度為0.8nm～1.2nm，MoO₃層厚度為2.5nm～3.5nm；Al電極層的厚度為90nm～110nm。

本發明的另一目的是提供一種用于圖像傳感器的有機光電探測器的制備方法，具體包含以下步驟：

步驟1：先在玻璃基片上鍍ITO電極層，然后采用濕法清洗鍍有ITO電極層的玻璃基片，再用純氮氣吹干或紅外烘干；

步驟2：將經步驟1處理后的玻璃基片用紫外臭氧光清洗后，再放置于真空蒸鍍室中蒸鍍MoO₃層和NPB層，在玻璃基片上形成陽極緩沖層；

步驟3：將P3HT用氯苯溶解后旋涂在經步驟2得到的玻璃基片上，然后烘干，在玻璃基片上形成前置吸收層；

步驟4：先將PBDT-TT-F和PC₇₁BM溶于二氯甲烷中形成混合物，然后將混合物旋涂經步驟3所得的玻璃基片上，再烘干，在玻璃基片上形成主體活性層；

步驟5：先將經步驟4所得到的玻璃基片放入真空蒸鍍機中蒸鍍陰極緩沖層，然后沉積Al電極層；

步驟6：將經步驟5所得的玻璃基片加熱到120℃，恒溫保持15min～20min，之后將溫度降到室溫。

本發明的特點還在于：

步驟1中，濕法清洗的過程為：先采用去離子水對玻璃基片1進行超聲清洗25min～30min，接著采用丙酮對玻璃基片1進行超聲清洗25min～30min，最后采用無水乙醇超聲清洗25min～30min。

PBDT-TT-F和PC₇₁BM的質量比為1:1.5。

陽極緩沖層中MoO₃層厚度為2.5nm～3.5nm，NPB層厚度為0.8nm～1.2nm；前置吸收層厚度為15nm～25nm，主體活性層厚度為90nm～100nm；陰極緩沖層中的BCP層厚度為0.8nm～1.2nm，MoO₃層厚度為2.5nm～3.5nm；Al電極層的厚度為90nm～110nm。

本發明的有益效果在于：