【摘 要】
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随着人们对有机光电子器件的深入研究和MEMS器件技术的不断发展,将有机光敏阵列与CMOS读出电路集成制备有机光电探测器（OPD）是有机光电子器件领域中重要的发展方向。相较于无机光电探测器,有机光电探测器具有较宽的光谱响应范围、有机材料可设计性强等优势,在成像、探测、通信等领域都具有较大的应用价值。目前,人们的研究重点大部分是基于ITO透明底电极结构的OPD器件。但受限于CMOS读出电路工艺兼容性,
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随着人们对有机光电子器件的深入研究和MEMS器件技术的不断发展,将有机光敏阵列与CMOS读出电路集成制备有机光电探测器（OPD）是有机光电子器件领域中重要的发展方向。相较于无机光电探测器,有机光电探测器具有较宽的光谱响应范围、有机材料可设计性强等优势,在成像、探测、通信等领域都具有较大的应用价值。目前,人们的研究重点大部分是基于ITO透明底电极结构的OPD器件。但受限于CMOS读出电路工艺兼容性,传统ITO透明底电极难以用作单片集成式OPD的底电极。为了推动有机光电子技术与读出电路集成发展进程,开发新型底电极材料结构的器件,对推进单片集成式OPD技术发展具有重要价值。本论文选用与CMOS工艺兼容的Al薄膜为底电极主体材料,探索了底电极表面修饰层材料对OPD器件性能的影响。论文的主要研究内容如下:（1）对比了Al底电极OPD器件和传统ITO底电极OPD器件的光电性能。在650 nm波长光源照射下,基于Al底电极结构的OPD器件比探测率可达4.52×1011Jones,与经典ITO底电极结构的OPD器件比探测率(7.55×1012 Jones)相比性能降低。Al在空气中极易氧化,Al底电极结构的OPD器件在空气中放置32小时后,由于Al的氧化导致器件比探测率从4.52×1011 Jones降低到3.2×1010 Jones。（2）在Al底电极结构的OPD器件基础上,在Al底电极薄膜表面原位为沉积一层Ti薄膜作为修饰层,研究了Ti薄膜修饰层不同厚度（20、40、60、80nm）对Al/Ti双层底电极结构的OPD器件性能影响。当Ti薄膜厚度为40 nm时,器件的比探测率达到4.4×1011 Jones。同时,该器件的-3 dB截止频率可达120.1 kHz,线性动态范围可达80 dB。更重要的是,在空气中放置32小时后,Al/Ti双层底电极结构的OPD器件性能未发生明显衰减,比探测率仍然保持在4.4×1011 Jones。（3）在Al/Ti双层底电极结构的OPD器件基础上,选择理论功函数值与金属钛接近的金属钒,替代Ti薄膜作为修饰层,研究了Al/V双层底电极结构的OPD器件性能。在实际制备过程中,Al/V双层底电极功函数达到-4.66 eV,与V的理论功函数-4.3 eV相差较大。器件的比探测率为2.1×1011 Jones,-3 dB截止频率可以达到66.6 kHz,线性动态范围达到77 dB。
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