[发明专利]具有电子阻挡层和空穴传输层的有机光敏器件

说明书

技术领域

本发明涉及具有电子阻挡层和空穴传输层的有机光敏器件。

背景技术

图像传感器是包括在半导体衬底中形成的多个传感器元件或像素的集成电路器件。传感器元件用于感测投射向半导体衬底的暴露的光的量。对于图像传感器，期望当像素尺寸缩小时提高量子效率(QE)。QE指的是图像传感器在每个像素内将光转化为电子的响应。各种技术用于形成图像传感器以及提高QE和灵敏度。例如，有机材料用于形成图像传感器。然而，在具有有机材料的现有的图像传感器中，存在包括高暗电流和低功率转换效率的各种问题。

因此，需要一种有机图像传感器的结构及其制造方法以解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种光敏结构，包括：供体受体混合(PIN)结构，包括：有机空穴传输层；有机电子传输层；以及混合层，夹在空穴传输有机材料层和电子传输有机材料层之间，其中，所述混合层包括n型有机材料和p型有机材料的混合物。

在上述光敏结构中，其中，所述混合层包括n型富勒烯衍生物和p型共轭聚合物的混合物。

在上述光敏结构中，其中，所述有机空穴传输层包括有机p型材料；所述有机电子传输层包括有机n型材料；以及所述混合层包括所述有机n型材料和所述有机p型材料的混合物。

在上述光敏结构中，其中，所述有机电子传输层包括苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)。

在上述光敏结构中，其中，所述有机空穴传输层包括有机材料，所述有机材料具有：介于5eV和5.4eV的范围内的最高占据分子轨道(HOMO)；介于2.8eV和3.2eV的范围内的最低未占据分子轨道(LUMO)；以及介于2eV和2.4eV的范围内的带隙。

在上述光敏结构中，其中，所述混合层包括以下中的一种：P3HT和PCBM的混合物(P3HT:PCBM)；以及聚[[4,8-双[(2-乙基己基)氧]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基][3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩亚基]](PTB7)和苯基-C70-丁酸甲酯(PC70BM)的混合物。

在上述光敏结构中，其中，所述有机空穴传输层包括P3HT；所述有机电子传输层包括PCBM；以及所述混合层包括P3HT和PCBM的混合物。

在上述光敏结构中，其中，所述有机空穴传输层包括P3HT；所述有机电子传输层包括PCBM；以及所述混合层包括P3HT和PCBM的混合物，还包括：空穴传输层，配置为使得所述有机空穴传输层设置在所述空穴传输层和所述混合层之间。

在上述光敏结构中，其中，所述有机空穴传输层包括P3HT；所述有机电子传输层包括PCBM；以及所述混合层包括P3HT和PCBM的混合物，还包括：空穴传输层，配置为使得所述有机空穴传输层设置在所述空穴传输层和所述混合层之间，其中，所述空穴传输层包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)。

在上述光敏结构中，其中，所述有机空穴传输层包括P3HT；所述有机电子传输层包括PCBM；以及所述混合层包括P3HT和PCBM的混合物，还包括：空穴传输层，配置为使得所述有机空穴传输层设置在所述空穴传输层和所述混合层之间，其中，所述空穴传输层包括氧化钼(MoO₃)、氧化镍(NiO)、氧化铜(CuO)、氧化钒(V₂O₅)、氧化钨(WO₃)和它们的组合中的一种。

在上述光敏结构中，其中，所述有机空穴传输层包括P3HT；所述有机电子传输层包括PCBM；以及所述混合层包括P3HT和PCBM的混合物，还包括：电子传输层，配置为使得所述有机电子传输层设置在所述电子传输层和所述混合层之间。

在上述光敏结构中，其中，所述电子传输层包括氟化锂(LiF)、氧化钛(TiO₂)、氧化锌(ZnO)、氧化钽(Ta₂O₅)、氧化锆(ZrO₂)或它们的组合中的一种。

根据本发明的另一方面，还提供了一种光敏结构，包括：空穴传输层；有机感光层；以及有机电子阻挡层，夹在所述空穴传输层和所述有机感光层之间，其中，所述有机感光层包括富勒烯衍生物和共轭聚合物的混合物。

在上述光敏结构中，其中，所述有机感光层包括聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)和苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)的混合物。