CN110596027B - 测量薄膜掺杂比例的装置及测量方法 - Google Patents

测量薄膜掺杂比例的装置及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了测量有机半导体掺杂比例的装置及测量方法。该装置包括：传感器，所述传感器被配置为可检测待测量薄膜的I/V曲线；遮光结构和光源，所述遮光结构具有漏光区域，且所述光源发出的光可通过所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜，所述光源包括多个单色光光源，或者，所述光源为白光光源，所述白光光源以及所述遮光结构之间包括至少一个滤光片，所述白光光源发出的光可经过所述滤光片后，通过所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜。由此，该装置具有较高的测量精度，可测量掺杂比例较小，以及掺杂比例变化范围较小的薄膜的掺杂比例，使得薄膜的掺杂比例与所要求的掺杂比例相匹配，使得薄膜具有良好的性能。

Description

测量薄膜掺杂比例的装置及测量方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体地，涉及测量薄膜掺杂比例的装置及测量方法。
背景技术
半导体器件通常由掺杂半导体构成，半导体的掺杂可以提高半导体器件的电学性能，通过对半导体的掺杂比例进行控制，可以优化半导体器件的电学性能。因此，在制备掺杂半导体薄膜时，需要对半导体材料中掺杂元素的掺杂比例进行测量，以保证半导体材料中掺杂元素的掺杂比例满足所需的要求。
然而，目前测量薄膜掺杂比例的装置及测量方法仍有待改进。
发明内容
本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：
发明人发现，目前测量薄膜掺杂比例的装置存在测量精度较低的问题，导致薄膜中掺杂元素的掺杂比例与实际需要的掺杂比例不匹配，影响薄膜的性能。具体的，目前测量薄膜掺杂比例的装置利用不同掺杂比例对器件电学性能的影响测量薄膜中的掺杂比例：测量薄膜对应的I/V曲线，针对具有不同掺杂比例的多个薄膜，当各薄膜的掺杂比例相差较小时，即各掺杂比例之间的变化较小，利用目前的装置测得的各薄膜的I/V曲线基本无变化，从而无法准确测量各个薄膜的具体掺杂比例，降低测量精度。
本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种测量有机半导体掺杂比例的装置。该装置包括：传感器，所述传感器被配置为可检测待测量薄膜的I/V曲线；遮光结构和光源，所述遮光结构具有漏光区域，且所述光源发出的光可通过所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜，所述光源包括多个单色光光源，或者，所述光源为白光光源，所述白光光源以及所述遮光结构之间包括至少一个滤光片，所述白光光源发出的光可经过所述滤光片后，通过所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜。由此，该装置具有较高的测量精度，可测量掺杂比例较小、以及掺杂比例变化范围较小的薄膜的掺杂比例，使得薄膜的掺杂比例与所要求的掺杂比例相匹配，使得薄膜具有良好的性能。
根据本发明的实施例，多个所述单色光光源的波长互不相同。由此，该装置可测量不同薄膜的掺杂比例。
根据本发明的实施例，所述白光光源以及所述遮光结构之间包括多个所述滤光片，多个所述滤光片过滤的光的波长不完全相同。由此，该装置可测量不同薄膜的掺杂比例。
根据本发明的实施例，所述传感器包括：衬底、检测电极以及绝缘层，所述检测电极包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层设置在所述衬底的一侧，所述绝缘层设置在所述第一电极层远离所述衬底的一侧，所述第二电极层设置在所述绝缘层远离所述第一电极层的一侧，所述第二电极层包括第一子电极和第二子电极，所述第一子电极和所述第二子电极间隔设置，所述第一电极层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述第一子电极和所述第二子电极之间的间隔在所述衬底上的正投影，所述第一子电极和所述第二子电极之间的间隔用于容纳所述待测量薄膜。由此，可利用传感器的检测电极检测待测量薄膜的I/V曲线。
根据本发明的实施例，所述遮光结构位于所述第二电极层远离所述绝缘层的一侧，所述遮光结构的漏光区域在所述衬底上的正投影至少覆盖所述第一子电极和所述第二子电极之间的间隔在所述衬底上的正投影。由此，在给传感器的检测电极施加电压后，会在两个子电极之间，即绝缘层和待测量薄膜的交界处产生载流子聚集，将两个子电极之间的区域暴露出来进行光照，可增益待测量薄膜产生的载流子量，从而增大待测量薄膜I/V曲线的变化，提高对变化范围较小的掺杂比例的检测精度。
根据本发明的实施例，所述第一子电极和所述第二子电极分别独立的包括多个平行排布的第一部，以及连接多个第一部的第二部，所述第一部沿第一方向延伸，所述第二部沿第二方向延伸，所述第一子电极中的所述第一部和所述第二子电极中的所述第一部之间的间隔沿所述第二方向延伸。由此，可以保证第一子电极中的第一部和第二子电极中的第一部之间具有较大的间隔，同时使传感器具有较小的空间。
根据本发明的实施例，所述装置进一步包括：多路开关，所述多路开关分别与所述第一子电极和所述第二子电极电连接；信号分析仪，所述信号分析仪与所述多路开关以及所述第一电极层电连接；主处理器，所述主处理器与所述信号分析仪电连接；膜厚传感器，所述膜厚传感器与所述主处理器电连接。由此，可以利用多路开关将检测电极和信号分析仪导通，可以利用信号分析仪对检测电极施加电压，并获得待测量薄膜的I/V曲线，可以利用膜厚传感器检测待测量薄膜的厚度，可以利用主处理器对待测量薄膜的I/V曲线以及待测量薄膜的膜厚进行计算分析，获取待测量薄膜的具体掺杂比例。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用前面所述的测量有机半导体掺杂比例的装置测量的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在所述传感器上形成所述待测量薄膜；打开所述光源，所述光源发出的光线经所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜，所述光源为单色光光源，或者，所述光源为白光光源，所述白光光源发出的光经所述滤光片后，再通过所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜；利用所述传感器检测所述待测量薄膜在亮态下的I/V曲线，根据所述I/V曲线确定所述待测量薄膜的掺杂比例。由此，该方法具有较高的测量精度，利用该方法可测量掺杂比例较小，以及掺杂比例变化范围较小的薄膜的掺杂比例，使得薄膜的掺杂比例与所要求的掺杂比例相匹配，使得薄膜具有良好的性能。
根据本发明的实施例，根据所述I/V曲线确定所述待测量薄膜的掺杂比例包括：测量所述待测量薄膜的厚度，根据所述待测量薄膜的厚度确定所述待测量薄膜的掺杂比例范围；根据所述待测量薄膜的掺杂比例范围以及所述I/V曲线，确定所述待测量薄膜的掺杂比例。由此，先根据待测量薄膜的厚度确定待测量薄膜的掺杂比例范围，即先对整个掺杂比例范围进行分级，选取与该待测量薄膜厚度相对应的掺杂比例范围，再在该掺杂比例范围内根据I/V曲线确定待测量薄膜的具体掺杂比例，可进一步提高测量精度。
根据本发明的实施例，在所述传感器上形成所述待测量薄膜之后，以及打开所述光源之前，进一步包括：利用所述传感器检测所述待测量薄膜在暗态下的I/V曲线；根据所述暗态下的I/V曲线以及所述亮态下的I/V曲线，确定所述待测量薄膜的光响应度以及光暗电流比；根据所述光响应度以及所述光暗电流比，确定所述待测量薄膜的掺杂比例。由此，通过光响应度、光暗电流比以及I/V曲线三个指标确定待测量薄膜的掺杂比例，可进一步提高掺杂比例的测量精度。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的测量有机半导体掺杂比例的装置的结构示意图；
图2显示了根据本发明另一个实施例的测量有机半导体掺杂比例的装置的结构示意图；
图3显示了根据本发明一个实施例的传感器的结构示意图；
图4显示了根据本发明一个实施例的电极对的结构示意图；
图5显示了根据本发明一个实施例的传感器的结构示意图；
图6显示了根据本发明另一个实施例的传感器的结构示意图；
图7显示了根据本发明一个实施例的测量有机半导体掺杂比例的装置的结构示意图；
图8显示了根据本发明一个实施例的利用测量有机半导体掺杂比例的装置测量的方法的流程示意图。
附图标记说明：
100：传感器；110：检测电极；120：衬底；130：绝缘层；111：第一电极层；112：第二电极层；200：遮光结构；210：漏光区域；300：可旋转滤光片组件；310：滤光片；320/410：基板；400：光源；500：待测量薄膜；600：多路开关；610：信号输入孔；620：信号输出孔；700：信号分析仪；800：主处理器；900：膜厚传感器；10：电极对；11：第一子电极；12：第二子电极；1：第一部；2：第二部。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种测量有机半导体掺杂比例的装置。根据本发明的实施例，参考图1以及图2，该装置包括：传感器100、遮光结构200以及光源400，其中，传感器100被配置为可检测待测量薄膜的I/V曲线，遮光结构200具有漏光区域210，光源400发出的光刻通过遮光结构200的漏光区域210照射至待测量薄膜，光源400包括多个单色光光源(参考图2)，或者，光源400为白光光源，白光光源和遮光结构200之间包括至少一个滤光片310，白光光源发出的光可经过滤光片310后，通过遮光结构200的漏光区域210照射至待测量薄膜(参考图1)。由此，该装置具有较高的测量精度，可测量掺杂比例较小，以及掺杂比例变化范围较小的薄膜的掺杂比例，使得薄膜的掺杂比例与所要求的掺杂比例相匹配，使得薄膜具有良好的性能。
为了便于理解，下面首先对根据本发明实施例的装置的工作原理进行简单说明：
根据本发明的实施例，该装置通过对待测量薄膜进行光照，由于有机半导体薄膜具有光敏特性，因此，可显著增益待测量薄膜在电场作用下产生的电流，从而放大待测量薄膜的I/V曲线，即在相同电压下，利用该装置获得的I/V曲线具有更大的电流，在掺杂比例变化范围较小时，利用该装置获得的I/V曲线仍具有较大的变化，从而可以检测掺杂比例变化范围较小的薄膜的掺杂比例，并且，由于该装置可以放大待测量薄膜的I/V曲线，从而可以降低掺杂比例测量的下限，也即是说，利用该装置可以测量掺杂比例更小的薄膜的掺杂比例，提高该装置的测量精度。
下面根据本发明的具体实施例，对该装置的各个结构进行详细说明：
根据本发明的实施例，通过对待测量薄膜进行光照，可增益待测量薄膜在电场作用下产生的电流，由于不同薄膜材料具有不同的光吸收峰，因此，照射待测量薄膜的光的波长需要与待测量薄膜的吸收光的波长相匹配，从而可以保证照射至待测量薄膜的光被待测量薄膜吸收，以增益待测量薄膜在电场作用下产生的电流。本领域技术人员能够理解的是，为了使待测量薄膜能够被其可吸收的光照射，该装置可以具有多个单色光的光源，或者具有一个白光光源和至少一个滤光片。由此，可以保证照射至待测量薄膜的光能够被待测量薄膜吸收。关于遮光结构的具体结构不受特别限制，例如，根据本发明的实施例，遮光结构200可以为遮光板。
根据本发明的实施例，参考图1，该装置可以包括一个光源400以及多个滤光片310，光源400为白光光源，多个滤光片310过滤的光的波长不完全相同，在该实施例中，光源400发出的光会先经过滤光片310过滤，然后过滤后的光经过遮光结构200的漏光区域210照射至待测量薄膜上。由此，利用该装置可以检测多种薄膜的掺杂比例，在利用该装置进行待测量薄膜掺杂比例的检测时，仅需要选择波长与待检测薄膜吸收光波长相匹配的滤光片即可。白光为多种有色光的混合光，由此，在利用滤光片对白光进行过滤后，可获得特定波长的光，以满足不同薄膜材料的要求。在该实施例中，可以利用基板320实现对多个滤光片310的承载，并形成可旋转滤光片组件300(参考图1)，在对不同待测量薄膜进行检测时，仅需旋转该可旋转滤光片组件，将与待测量薄膜吸收光波长相匹配的滤光片旋转至与待测量薄膜相对应的位置即可，由此，可节省该装置的空间，且操作方便。在该实施例中，遮光结构200位于传感器100设置有第一子电极11和第二子电极12的一侧，滤光片310位于遮光结构200远离传感器100的一侧，光源400位于滤光片310远离遮光结构200的一侧，由此，可实现利用与待测量薄膜相匹配的光对待测量薄膜进行照射。
需要说明的是，“将与待测量薄膜吸收光波长相匹配的滤光片旋转至与待测量薄膜相对应的位置”是指光源发出的光经该滤光片之后，通过遮光结构的漏光区域会照射至待测量薄膜上。并且，在利用可旋转滤光片组件进行光的过滤时，打开与待测量薄膜吸收光波长相匹配的滤光片，其他滤光片不打开，从而可实现利用与待测量薄膜吸收光波长相匹配的光对待测量薄膜的照射。
关于滤光片的大小以及位置不受特别限制，只要过滤后的光能照射至待测量薄膜上即可。关于滤光片的具体种类也不受特别限制，例如，根据本发明的实施例，滤光片310可以为白光滤光片，以及具有不同波长的单色滤光片。
或者，根据本发明的另一些实施例，参考图2，该装置可以包括多个光源400，不包括滤光片，多个光源400分别为波长互不相同的单色光光源，在该实施例中，光源400发出的光直接经过遮光结构200的漏光区域210照射至待测量薄膜上。由此，利用该装置也可以检测多种薄膜的掺杂比例，在利用该装置进行待测量薄膜掺杂比例的检测时，仅需要选择波长与待检测薄膜吸收光波长相匹配的光源即可。在该实施例中，可以利用基板410实现对多个光源400的承载，并形成可旋转光源组件(参考图2)，在对不同待测量薄膜进行检测时，仅需旋转该可旋转光源组件，将与待测量薄膜吸收光波长相匹配的光源旋转至与待测量薄膜相对应的位置即可，由此，可节省该装置的空间，且操作方便。在该实施例中，遮光结构200位于传感器100设置有第一子电极11和第二子电极12的一侧，光源400位于遮光结构200远离传感器100的一侧，由此，可实现利用与待测量薄膜相匹配的光对待测量薄膜进行照射。
需要说明的是，“将与待测量薄膜吸收光波长相匹配的光源旋转至与待测量薄膜相对应的位置”是指光源发出的光经遮光结构的漏光区域会照射至待测量薄膜上。并且，在利用可旋转光源组件进行照射时，打开与待测量薄膜吸收光波长相匹配的光源，其他光源不打开，从而可实现利用与待测量薄膜吸收光波长相匹配的光对待测量薄膜的照射。
根据本发明的实施例，参考图3，传感器100包括：衬底120、检测电极110以及绝缘层130，检测电极110包括第一电极层111和第二电极层112，第一电极层111设置在衬底120的一侧，绝缘层130设置在第一电极层111远离衬底120的一侧，第二电极层112设置在绝缘层130远离第一电极层111的一侧，第二电极层112包括第一子电极11和第二子电极12，第一子电极11和第二子电极12间隔设置(参考图5)，第一电极层111在衬底120上的正投影至少覆盖第一子电极11和第二子电极12之间的间隔在衬底120上的正投影，第一子电极11和第二子电极12之间的间隔用于容纳待测量薄膜。由此，可利用传感器的检测电极检测待测量薄膜的I/V曲线。
关于衬底的材料不受特别限制，例如，根据本发明的实施例，衬底120的材料可以包括玻璃、Si、SiO2、Al2O3、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜树脂(PES)、PN、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的至少之一。
关于绝缘层的材料也不受特别限制，例如，根据本发明的实施例，绝缘层130的材料可以包括SiO2、Ta2O5、TiO2、HfO2、ZrO2、Al2O3、Si3N4、Gd2O3、PVA、PVP、PI、聚苯乙烯(PS)、PMMA、PVC、聚偏氟乙烯(PVDF)的至少之一。
关于检测电极的材料也不受特别限制，例如，根据本发明的实施例，检测电极的材料可以包括Si、Pt、Au、Cu、Ag、Al、Mg、Zn、Ga、P、As、Se、ITO、ZTO、银纳米线、碳纳米管、石墨烯的至少之一。
根据本发明的实施例，参考图5，第一子电极11和第二子电极12构成电极对10，第二电极层112包括至少两个电极对10，当检测某个待测量薄膜的掺杂比例时，可将待测量薄膜形成在第二电极层112的一个电极对10A上，利用电极对10A以及第一电极层111实现对待测量薄膜I/V曲线的检测，在检测另一个待测量薄膜时，利用电极对10B以及第一电极层111实现对该待测量薄膜I/V曲线的检测，即每个电极对仅能使用一次，该第二电极层112包括多个电极对10，利用该传感器可实现对多个待测量薄膜I/V曲线的检测。
根据本发明的实施例，参考图6，在传感器100上设置待测量薄膜500后，待测量薄膜500位于第二电极层112远离绝缘层130的一侧，且待测量薄膜500与第一子电极11和第二子电极12电连接，待测量薄膜500在衬底120上的正投影至少覆盖第一子电极11和第二子电极12之间的间隔在衬底120上的正投影，在给第一电极层111施加第一电压后，第一电极层111形成沿各膜层层叠方向的电场，使得第一子电极11和第二子电极12之间(绝缘层130与待测量薄膜500的界面处)形成载流子聚集，在给电极对中的一个子电极(如第一子电极11)施加第二电压后，第一子电极11和第二子电极12之间形成平行于第二电极层112所在平面的电场，使得传感器100导通，并从上述电极对中的另一个子电极(如第二子电极12)处输出电流，获得待测量薄膜的I/V曲线。
根据本发明的实施例，参考图1以及图2，遮光结构200位于传感器100的第二电极层远离绝缘层的一侧，遮光结构200的漏光区域210在衬底上的正投影至少覆盖电极对中第一子电极11和第二子电极12之间的间隔在衬底上的正投影，光照区域如图5中所示出的虚线区域L。由此，在给传感器的检测电极施加电压后，会在两个子电极之间，即绝缘层和待测量薄膜的交界处产生载流子聚集，将两个子电极之间的区域暴露出来进行光照，可增益待测量薄膜产生的载流子量，从而增大待测量薄膜I/V曲线的变化，提高对变化范围较小的掺杂比例的检测精度。
根据本发明的实施例，对待测量薄膜的检测是在器件的生产过程中同步进行的，例如，在制备OLED器件时，为了检测OLED器件中某个膜层(如有机发光层)的掺杂比例，在OLED器件基板上形成该膜层的同时，在传感器100上形成与该膜层同材料的待测量薄膜，遮光结构200仅暴露出待测量薄膜(遮光结构200的漏光区域210在衬底上的正投影至少覆盖电极对中第一子电极11和第二子电极12之间的间隔在衬底上的正投影)，可防止光线对OLED器件中的膜层产生不良影响。
根据本发明的实施例，参考图4以及图5，第一子电极11和第二子电极12可以分别独立的包括多个平行排布的第一部1，以及连接多个第一部1的第二部2，第一部1沿第一方向延伸，第二部2沿第二方向延伸，且第一子电极11中的第一部和第二子电极12中的第一部之间的间隔沿第二方向延伸。由此，可以保证相邻两个子电极中的第一部之间具有较大的间隔，同时使传感器具有较小的空间。
根据本发明的实施例，参考图5，相邻两个电极对10中，如电极对10A和电极对10B，电极对10A中的第二子电极12a和电极对10B中的第一子电极11b相邻设置，第二子电极12a和第一子电极11b可共用同一个第二部2，由此，可以进一步简化第二电极层的结构，使得传感器获得更小的空间。
根据本发明的实施例，参考图7，该装置还可以包括：多路开关600、信号分析仪700、主处理器800以及膜厚传感器900，其中，多路开关600分别与第一子电极11和第二子电极12电连接，信号分析仪700与多路开关600电连接，具体的，多路开关600包括多个信号输入孔610以及两个信号输出孔620，第一子电极11和第二子电极12分别通过引线连接至信号输入孔610上，信号输出孔620通过引线连接至信号分析仪700上，主处理器800与信号分析仪700电连接，膜厚传感器900(如石英晶体微天平，QCM)与主处理器800电连接，由此，可以利用多路开关将子电极和信号分析仪导通，利用信号分析仪控制施加至子电极上的电压，第一电极层可以与外电路电连接，信号分析仪与上述外电路电连接，以控制施加至第一电极层上的电压，并获得待测量薄膜的I/V曲线，可以利用膜厚传感器检测待测量薄膜的厚度，可以利用主处理器对待测量薄膜的I/V曲线以及待测量薄膜的膜厚进行计算分析，获取待测量薄膜的具体掺杂比例。
综上，在该装置中设置多个单色光光源以及遮光结构，或者，在该装置中设置一个白光光源、多个滤光片以及遮光结构，利用波长与待测量薄膜相匹配的光对待测量薄膜进行照射，可显著增益待测量薄膜在电场作用下产生的电流，进而放大待测量薄膜的I/V曲线，在掺杂比例变化范围较小时，其对应的I/V曲线仍具有较大的变化，从而可以测量掺杂比例变化范围较小的薄膜的掺杂比例，具有较高的测量精度。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用前面所描述的测量有机半导体掺杂比例的装置测量的方法。根据本发明的实施例，参考图8，该方法包括：
S100：在传感器上形成待测量薄膜
根据本发明的实施例，在该步骤中，在传感器上形成待测量薄膜。关于待测量薄膜的材料以及位置，前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。
S200：打开光源，照射待测量薄膜
根据本发明的实施例，在该步骤中，打开光源，照射待测量薄膜。根据本发明的实施例，该装置可以包括一个白光光源以及多个滤光片(参考图1)，打开光源400后光源400发出的光线先经过滤光片310进行过滤，过滤后的光经遮光结构200的漏光区域照射至待测量薄膜上，且滤光片310过滤后的光的波长与待测量薄膜吸收光的波长相匹配。或者，根据本发明的另一些实施例，该装置可以包括多个单色光光源(参考图2)，打开波长与待测量薄膜相匹配的单色光光源400后，光源400发出的具有特定波长的光线经过遮光结构200的漏光区域210照射至待测量薄膜上。由此，经光线照射后的待测量薄膜在电场的作用下会产生较大的电流，后续在用传感器检测待测量薄膜的I/V曲线时，可获得具有较大变化的I/V曲线。
关于遮光结构漏光区域的位置以及大小，前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。
S300：利用传感器检测待测量薄膜在亮态下的I/V曲线，并确定待测量薄膜的掺杂比例
根据本发明的实施例，在该步骤中，利用传感器检测待测量薄膜在亮态下的I/V曲线，并确定待测量薄膜的掺杂比例。根据本发明的实施例，利用传感器检测待测量薄膜在亮态下的I/V曲线包括：
首先，利用多路开关将与待测量薄膜电连接的两个子电极(第一子电极和第二子电极)与信号分析仪导通，随后，利用信号分析仪控制施加至第一电极层上的电压，以及控制施加至与待测量薄膜电连接的一个子电极(如第一子电极)的电压，并从与待测量薄膜电连接的另一个子电极(如第二子电极)处获得输出电流，得到待测量薄膜的亮态I/V曲线，并将待测量薄膜的亮态I/V曲线传递至主处理器中。
根据本发明的实施例，根据待测量薄膜的I/V曲线确定待测量薄膜的掺杂比例可以包括：主处理器根据待测量薄膜的亮态I/V曲线以及预存的掺杂元素的亮态I/V曲线与掺杂比例的对应关系表，确定待测量薄膜的掺杂比例。
发明人发现，由于掺杂比例的范围较广，如果直接将测得的待测量薄膜的I/V曲线与掺杂元素的I/V曲线和掺杂比例的对应关系表进行对比，计算量较大，计算周期较长。根据本发明的实施例，可以先对待测量薄膜的厚度进行检测，先根据待测量薄膜的厚度确定待测量薄膜的掺杂比例范围，即先对整个掺杂比例范围进行分级，选取与该待测量薄膜厚度相对应的掺杂比例范围，再在该掺杂比例范围内根据I/V曲线确定待测量薄膜的具体掺杂比例，可有效提高计算速度，降低运算量。
具体的：首先，利用膜厚传感器检测待测量薄膜的厚度，并将待测量薄膜的厚度传输至主处理器中。随后，主处理器根据待测量薄膜的厚度以及预存的薄膜厚度范围与掺杂比例范围的对应关系表，确定待测量薄膜的掺杂比例范围。随后，主处理器根据待测量薄膜的掺杂比例范围、亮态I/V曲线以及预存的掺杂元素的亮态I/V曲线与掺杂比例的对应关系表，确定待测量薄膜的掺杂比例。
根据本发明的另一些实施例，在传感器上形成待测量薄膜之后，以及打开光源之前，该方法进一步包括：利用传感器检测待测量薄膜在暗态下(未打开光源)的I/V曲线，并将暗态下的I/V曲线传输至主处理器，随后，打开光源对待测量薄膜进行照射，并利用传感器检测待测量薄膜在亮态下(打开光源)的I/V曲线，随后，主处理器根据暗态下的I/V曲线以及亮态下的I/V曲线，确定待测量薄膜的光响应度以及光暗电流比，最后，主处理器根据待测量薄膜的光响应度以及预存的掺杂元素的光响应度与掺杂比例的对应关系表，以及根据待测量薄膜的光暗电流比以及预存的掺杂元素的光暗电流比与掺杂比例的对应关系表，确定待测量薄膜的掺杂比例。由此，通过光响应度、光暗电流比以及I/V曲线三个指标确定待测量薄膜的掺杂比例，可进一步提高掺杂比例的测量精度。
综上，该方法具有较高的测量精度，利用该方法可测量掺杂比例变化范围较小的薄膜的掺杂比例，使得薄膜的掺杂比例与所要求的掺杂比例相匹配，使得薄膜具有良好的性能。
在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种利用测量有机半导体掺杂比例的装置测量的方法，其特征在于，
所述测量有机半导体掺杂比例的装置包括：
传感器，所述传感器被配置为可检测待测量薄膜的I/V 曲线；所述传感器包括：衬底、检测电极以及绝缘层，所述检测电极包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层设置在所述衬底的一侧，所述绝缘层设置在所述第一电极层远离所述衬底的一侧，所述第二电极层设置在所述绝缘层远离所述第一电极层的一侧，所述第二电极层包括第一子电极和第二子电极，所述第一子电极和所述第二子电极间隔设置，所述第一子电极和所述第二子电极之间的间隔用于容纳所述待测量薄膜；
遮光结构和光源，所述遮光结构具有漏光区域，且所述光源发出的光可通过所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜，所述遮光结构位于所述第二电极层远离所述绝缘层的一侧，所述遮光结构的漏光区域在所述衬底上的正投影至少覆盖所述第一子电极和所述第二子电极之间的间隔在所述衬底上的正投影；所述光源包括多个单色光光源，
或者，所述光源为白光光源，所述白光光源以及所述遮光结构之间包括至少一个滤光片，所述白光光源发出的光可经过所述滤光片后，通过所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜；
所述方法包括：
在所述传感器上形成所述待测量薄膜；
利用所述传感器检测所述待测量薄膜在暗态下的I/V曲线；
打开所述光源，所述光源发出的光经所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜，所述光源为单色光光源，
或者，所述光源为白光光源，所述白光光源发出的光经所述滤光片后，再通过所述遮光结构的漏光区域照射至所述待测量薄膜；
利用所述传感器检测所述待测量薄膜在亮态下的I/V曲线；
根据所述暗态下的I/V曲线以及所述亮态下的I/V曲线，确定所述待测量薄膜的光响应度以及光暗电流比；
根据待测量薄膜的光响应度以及预存的掺杂元素的光响应度与掺杂比例的对应关系表，以及根据待测量薄膜的光暗电流比以及预存的掺杂元素的光暗电流比与掺杂比例的对应关系表，确定所述待测量薄膜的掺杂比例。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个所述单色光光源的波长互不相同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述白光光源以及所述遮光结构之间包括多个所述滤光片，多个所述滤光片过滤的光的波长不完全相同。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电极层在所述衬底上的正投影至少覆盖所述第一子电极和所述第二子电极之间的间隔在所述衬底上的正投影。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一子电极和所述第二子电极分别独立的包括多个平行排布的第一部，以及连接多个第一部的第二部，所述第一部沿第一方向延伸，所述第二部沿第二方向延伸，所述第一子电极中的所述第一部和所述第二子电极中的所述第一部之间的间隔沿所述第二方向延伸。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量有机半导体掺杂比例的装置进一步包括：
多路开关，所述多路开关分别与所述第一子电极和所述第二子电极电连接；
信号分析仪，所述信号分析仪与所述多路开关电连接；
主处理器，所述主处理器与所述信号分析仪电连接；
膜厚传感器，所述膜厚传感器与所述主处理器电连接。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5051800A (en) * 1988-04-30 1991-09-24 Hajime Shoji Thin film semiconductor device and liquid crystal display apparatus using thereof
CN1189698A (zh) * 1997-01-27 1998-08-05 先进显示股份有限公司 薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及液晶显示装置
CN102214722A (zh) * 2011-04-18 2011-10-12 中国石油大学(华东) 一种具有光电导效应的钯掺杂碳膜/氧化物/半导体材料
CN103762251A (zh) * 2014-01-22 2014-04-30 中山大学 一种双栅极光电薄膜晶体管、像素电路及像素阵列
CN105895718A (zh) * 2016-06-22 2016-08-24 内蒙古大学 铁电薄膜光伏效应调控方法、铁电薄膜和太阳能光伏电池
CN107121628A (zh) * 2017-05-26 2017-09-01 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管测试元件组、测试方法及阵列基板
CN109326676A (zh) * 2017-07-31 2019-02-12 上海耕岩智能科技有限公司 一种光侦测薄膜、器件、显示装置、制备方法
CN109742036A (zh) * 2019-01-02 2019-05-10 京东方科技集团股份有限公司 用于测量薄膜掺杂比例的传感器、方法及装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5051800A (en) * 1988-04-30 1991-09-24 Hajime Shoji Thin film semiconductor device and liquid crystal display apparatus using thereof
CN1189698A (zh) * 1997-01-27 1998-08-05 先进显示股份有限公司 薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及液晶显示装置
CN102214722A (zh) * 2011-04-18 2011-10-12 中国石油大学(华东) 一种具有光电导效应的钯掺杂碳膜/氧化物/半导体材料
CN103762251A (zh) * 2014-01-22 2014-04-30 中山大学 一种双栅极光电薄膜晶体管、像素电路及像素阵列
CN105895718A (zh) * 2016-06-22 2016-08-24 内蒙古大学 铁电薄膜光伏效应调控方法、铁电薄膜和太阳能光伏电池
CN107121628A (zh) * 2017-05-26 2017-09-01 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管测试元件组、测试方法及阵列基板
CN109326676A (zh) * 2017-07-31 2019-02-12 上海耕岩智能科技有限公司 一种光侦测薄膜、器件、显示装置、制备方法
CN109742036A (zh) * 2019-01-02 2019-05-10 京东方科技集团股份有限公司 用于测量薄膜掺杂比例的传感器、方法及装置

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