[發明專利]光傳感器、光傳感裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 202010527767.5
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111785745B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 郭小軍;尹曉寬;侯霄;唐偉;陳蘇杰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;H10K39/30
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤;陳麗麗

本發明涉及一種光傳感器、光傳感裝置及其制備方法。所述光傳感器包括：襯底；光電晶體管，包括位于所述襯底表面的柵電極、覆蓋所述柵電極的絕緣層、位于所述絕緣層表面的源電極和漏電極、以及覆蓋于所述源電極和所述漏電極表面的光敏半導體層；第一透明鈍化層，位于所述襯底表面且包覆所述光電晶體管；薄膜光敏器件，位于所述第一透明鈍化層表面、且與所述光電晶體管錯位設置，所述薄膜光敏器件包括位于所述第一透明鈍化層表面的下觸發電極、位于所述下觸發電極表面的光敏功能層、以及位于所述光敏功能層表面的上觸發電極；第二透明鈍化層，位于所述第一透明鈍化層表面且包覆所述薄膜光敏器件。本發明提高傳感陣列的刷新速率，降低了功耗。

技術領域

本發明涉及光傳感器技術領域，尤其涉及一種光傳感器、光傳感裝置及其制備方法。

背景技術

隨著電子設備的普及與交互應用的市場需求，光傳感器及具有光傳感器的光傳感裝置在很多應用場景中都有著不可或缺的作用。

根據結構的不同，光傳感器可以分為三種：光電導體、光電二極管和光電晶體管。對于大面積的光傳感陣列而言，由于對集成度需求的提高，光傳感陣列中像素單元的數目也隨之增加，伴隨產生的問題也相繼而來，例如光傳感陣列面臨著功耗高、驅動電路復雜、延時長、信號串擾嚴重等問題，難以滿足復雜場景的應用需求。傳統的光傳感陣列采用全陣列逐行逐列掃描的方法對光信號進行響應和識別，不僅功耗高、而且嚴重依賴于外圍復雜的硅芯片控制電路。

因此，如何在滿足低功耗的情況下，降低光傳感器的延時，從而實現對陣列集成結構和電路性能與功耗的設計優化，是當前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供一種光傳感器、光傳感裝置及其制備方法，用于解決現有技術中光傳感器功耗較高的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種光傳感器，包括：

襯底；

光電晶體管，包括位于所述襯底表面的柵電極、覆蓋所述柵電極的絕緣層、位于所述絕緣層表面的源電極和漏電極、以及覆蓋于所述源電極和所述漏電極表面的光敏半導體層；

第一透明鈍化層，位于所述襯底表面且包覆所述光電晶體管；

薄膜光敏器件，位于所述第一透明鈍化層表面、且與所述光電晶體管錯位設置，所述薄膜光敏器件包括位于所述第一透明鈍化層表面的下觸發電極、位于所述下觸發電極表面的光敏功能層、以及位于所述光敏功能層表面的上觸發電極；

第二透明鈍化層，位于所述第一透明鈍化層表面且包覆所述薄膜光敏器件。

可選的，所述光敏功能層包括光活性層。

可選的，所述光敏功能層還包括空穴傳輸層和電子傳輸層；

所述光活性層的材料為鈣鈦礦、ZcPc-Alq₃、并五苯-C60、F8BT-PDI、CNT-C60、P3HT-F8TBT、P3HT-ICBA、P3HT-PC₆₁BM或PTB7-PC₇₁BM；所述空穴傳輸層的材料為MoO₃、WO₃、V₂O₅、NiO、氧化石墨烯或PEDOT:PSS；所述電子傳輸層的材料為ZnO、TiO₂、Cs₂CO₃、Ca、Al、PFN或PNDI-1Th。

可選的，所述光敏半導體層的材料為非晶硅材料、鈣鈦礦材料或者有機半導體材料。

可選的，所述光電晶體管包括有機光電晶體管、氧化銦鋅光電晶體管、氧化銦鎵鋅光電晶體管、非晶硅光電晶體管。

可選的，所述柵電極、所述源電極、所述漏電極、所述上觸發電極和所述下觸發電極的材料均為導電聚合物、碳基導電物、金屬、金屬氧化物、金屬納米線、金屬或者金屬氧化物納米顆粒。