[發(fā)明專利]一種有機光電探測器底電極及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010548852.X
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111682114A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 太惠玲;鞏國豪;蔣亞東;肖建花;王洋;顧德恩;劉青霞;黎威志
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 軒勇麗

本發(fā)明公開了一種有機光電探測器底電極及其制備方法和應(yīng)用，屬于半導(dǎo)體光電器件技術(shù)領(lǐng)域，包括襯底，所述襯底上設(shè)置有由主體層和功能調(diào)節(jié)層構(gòu)成的底電極結(jié)構(gòu)，所述主體層和功能調(diào)節(jié)層分別通過電子束蒸發(fā)法制得，本發(fā)明采用雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬電極(Al?NiCr)，主體層擁有在可見到紅外波段的高反射率，提高了入射光的吸收效率；生長功能調(diào)節(jié)層，可以匹配陰極緩沖層，同時保護(hù)主體層，防止主體層氧化、被水汽侵蝕；可以極大地促進(jìn)有機光電探測器的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電器件技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種有機光電探測器底電極及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

光電探測器是一種十分重要的光電器件，可廣泛應(yīng)用于空間熱檢測、空間熱成像，空間通訊等領(lǐng)域。近年來可見到紅外波段的光電探測器發(fā)展迅猛，特別是使用新型有機聚合物材料作為活性層的有機光電探測器。光電探測器通常采用類三明治結(jié)構(gòu)，分為底電極、陽極修飾層、活性層、陰極修飾層和透明電極以及基板，其中上下電極和活性層不可或缺。對于有機光電探測器，其透明電極通常使用氧化銦錫(ITO)。其底部電極需要滿足三方面的特性：可見到紅外波段的高反射率，與活性層匹配的功函數(shù)，較高的電導(dǎo)率與較低的接觸電阻。

目前制備可適用于有機可見-近紅外光電探測器的底電極材料，主要還是集中于常用電極金屬材料，包括但不限于：銀(Ag)，鋁(Al)，銅(Cu)，鉻(Cr)等。其中鋁金屬具有可見光到近紅外寬波段的高反射率，高的電導(dǎo)率(20℃，電阻率為2.9×10^-8Ω·m)，功函數(shù)4.3eV等優(yōu)點，是目前使用最廣泛、工藝最成熟的金屬底電極。同時，Al薄膜的生長方法主要有直流磁控濺射法，熱蒸發(fā)法，電子束蒸發(fā)法等。其中磁控濺射法制備薄膜均勻性好，成膜質(zhì)量較高；熱蒸發(fā)法操作簡單，工藝難度較低；電子束蒸發(fā)法通常用于制備熔點相差較大的合金薄膜。

雖然鋁電極具有許多優(yōu)良特性，但是使用常規(guī)方法制備的單層底電極僅適用于逆向組裝結(jié)構(gòu)器件，即透明電極-活性層-底電極結(jié)構(gòu)。若采用適于陣列化的正向組裝結(jié)構(gòu)，則優(yōu)先制備于基板上的底電極會面臨許多新的問題，如：Al薄膜極易被氧化形成不導(dǎo)電的Al₂O₃，同時薄膜的Al₂O₃與活性層的功函數(shù)會出現(xiàn)不匹配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對上述的正向組裝結(jié)構(gòu)器件的底電極易被氧化以及活性層的功函數(shù)會出現(xiàn)不匹配問題，本發(fā)明提供一種正組裝的有機可見-近紅外光電探測器的底電極結(jié)構(gòu)及其制備方法和應(yīng)用，以解決底電層氧化，功函數(shù)不匹配等問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種有機光電探測器底電極，包括襯底，所述襯底上設(shè)置有由主體層和功能調(diào)節(jié)層構(gòu)成的底電極結(jié)構(gòu)，所述主體層和功能調(diào)節(jié)層分別通過電子束蒸發(fā)法制得。

優(yōu)選的，所述功能調(diào)節(jié)層由鎳鉻合金制成，所述鎳鉻合金中鎳鉻質(zhì)量比為(70-90):(10-30)。

優(yōu)選的，所述鎳鉻合金中鎳鉻質(zhì)量比為80:20。

優(yōu)選的，所述主體層為高純鋁或鉻制成，所述高純鋁純度大于等于99.99％。

優(yōu)選的，所述主體層的厚度為95-105nm；所述功能調(diào)節(jié)層的厚度為12-14nm。

一種有機光電探測器底電極的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：提供清潔的襯底；

步驟2：在所述襯底上采用電子束蒸發(fā)法制備主體層；

步驟3：在上述主體層上采用電子束蒸發(fā)法制備功能調(diào)節(jié)層，即得到所述底電極。

優(yōu)選的，所述襯底為剛性或柔性的襯底，所述襯底的厚度為0.1-5mm。襯底材料為普通玻璃，也可以是石英玻璃、硅片，或者是柔性的PI和PET均可。