CN111244317B - 一种光发射器件、终端设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种半导体器件，在该半导体器件中，在顶透明电极即第二电极以及底部功能层之间设置有阻隔层，该阻隔层可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。此外，本申请还公开了一种包含该半导体器件的终端设备、相机和光模块。

Description

一种光发射器件、终端设备
技术领域
本申请涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种半导体器件，以及包含该半导体器件的终端设备、相机和光模块。
背景技术
对于一些结构为层叠结构的半导体器件，例如自发光显示器、顶部入射的光电探测器、图像传感器和太阳能电池，均包括底电极和顶电极以及位于两电极之间的功能层。由于为层叠结构，所以，顶电极的加工制备工艺可能会对底部功能层有冲击损坏等负面影响，从而降低半导体器件良率和可靠性。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种半导体器件，以解决现有层叠结构的半导体器件中，顶电极的加工制备工艺对底部功能层的负面影响，进而提高半导体器件的良率和可靠性。
此外，基于上述提供的半导体器件，本申请还提供了一种终端设备、相机和光模块。
为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：
本申请的第一方面提供了一种半导体器件，包括层叠放置的基板、第一电极、功能层、阻隔层和第二电极，所述第一电极位于所述基板和所述功能层之间，所述阻隔层位于所述功能层和所述第二电极之间，所述第二电极为透明电极。
基于第一方面提供的半导体器件，在顶透明电极即第二电极以及底部功能层之间设置有阻隔层，该阻隔层可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。另外，在该半导体器件中，顶电极采用透明电极，该透明电极的透光率较高，所以，该透明电极的厚度可以较厚，因而，降低了工艺难度，提高了容错率。而且，该透明电极的厚度较厚，所以，不会容易产生透明电极的不连续，进而降低了电路断路的可能，提高了器件良率。
作为一种可选的实现方式，所述阻隔层覆盖所述功能层朝向所述第二电极的表面且包裹所述功能层的侧面，所述功能层的侧面位于所述功能层朝向所述第二电极的表面和所述功能层朝向所述第一电极的表面之间。在可选的实现方式可以使得底部的功能层受到阻隔层全方位保护，能够更加有效地防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
作为一种可选的实现方式，所述阻隔层的厚度不超过5nm。如此可以减少光的遮挡，提高光的透光率。
作为一种可选的实现方式，所述第二电极为透明金属氧化物制成的电极。该可选的实现方式可以提高半导体器件的透光率。
作为一种可选的实现方式，所述阻隔层的材料为N型半导体材料、P型半导体材料或者介电绝缘材料。
作为一种可选的实现方式，所述阻隔层的材料为氧化铝、氧化银、氧化硅和氧化铪中的一种。
作为一种可选的实现方式，所述第二电极的厚度范围在20～200nm之间。该可选的实现方式可以提高半导体器件的透光率。
作为一种可选的实现方式，所述功能层包括：依次层叠放置的第一载流子传输层、光发射层、第二载流子传输层，所述第一载流子传输层位于所述第一电极和所述光发射层之间，所述第二载流子传输层位于所述光发射层和所述阻隔层之间。
作为一种可选的实现方式，所述光发射层为有机光发射层或量子点光发射层。
作为一种可选的实现方式，所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极，所述第一载流子为空穴，所述第二载流子为电子。
作为一种可选的实现方式，所述第一电极为阴极，所述第二电极为阳极，所述第一载流子为电子，所述第二载流子为空穴。
作为一种可选的实现方式，所述半导体器件还包括：位于所述第一电极和所述第一载流子传输层之间的第一载流子注入层。
作为一种可选的实现方式，所述半导体器件还包括：位于所述第二载流子传输层和所述阻隔层之间的第二载流子注入层。
作为一种可选的实现方式，所述功能层包括：依次层叠放置的第一导电类型材料层、光电转换吸收层和第二导电类型材料层，所述第一导电类型材料层位于所述第一电极和所述光电转换吸收层之间，所述第二导电类型材料层位于所述光电转换吸收层和所述阻隔层之间；所述第一导电类型和所述第二导电类型中，一个为P型，另一个为N型。
作为一种可选的实现方式，所述光电转换吸收层为有机光电转换吸收层、量子点光电转换吸收层或钙钛矿光电转换吸收层。
本申请的第二方面提供了一种终端设备，包括：玻璃盖板和显示器件，所述显示器件为上述第一方面多种实现方式所述的半导体器件，所述玻璃盖板覆盖所述第二电极的表面。
在该第二方面提供的终端设备中，其显示器件为上述第一方面若干可选实现方式中提供的半导体器件，所以，相应地，该终端设备具有与上述对应的半导体器件相同的效果，即在终端设备中，因其显示器件中，顶透明电极即第二电极以及第二载流子注入层之间增设了一层阻隔层，该阻隔层可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶透明电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
本申请的第三方面提供了一种相机，包括：红外滤光器、图像传感器、印刷电路板，其中，所述图像传感器为上述第一方面多种实现方式所述的半导体器件；所述红外滤光器与所述图像传感器粘结在一起，且所述红外滤光器与所述图像传感器之间设置间隙；所述印刷电路板上具有插设所述图像传感器的容纳空间，所述图像传感器位于所述容纳空间内。
在该第三方面提供的相机中，其中的图像传感器为上述第一方面若干种实现方式中所述的半导体器件，因此，该相机具有与上述对应的半导体器件相同的技术效果，即能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
本申请的第四方面提供了一种光模块，包括：控制器和光电探测器，所述光电探测器为上述第一方面多种实现方式所述的半导体器件；
所述控制器用于控制所述光电探测器实现光电信号的转换。
在该第四方面提供的光模块中，其中的光电探测器为上述第一方面若干种实现方式中所述的半导体器件，因此，该光模块具有与上述对应的半导体器件相同的技术效果，即能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：
基于以上技术方案可知，本申请提供的半导体器件中，在顶透明电极即第二电极以及底部功能层之间设置有阻隔层，该阻隔层可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
附图说明
为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将描述本申请具体实施方式时用到的附图做一简要说明。
图1是本申请实施例提供的半导体器件结构示意图；
图2是本申请实施例提供的正向架构显示器结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种正向架构显示器制造方法流程示意图；
图4(1)至图4(3)是本申请实施例提供的一种正向架构显示器制造方法一系列流程对应的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的另一种正向架构显示器制造方法流程示意图；
图6(1)至图6(2)是本申请实施例提供的另一种正向架构显示器制造方法一系列流程对应的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的逆向架构显示器结构示意图；
图8是本申请实施例提供的一种逆向架构显示器制造方法流程示意图；
图9(1)至图9(3)是本申请实施例提供的一种逆向架构显示器制造方法一系列流程对应的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的另一种逆向架构显示器制造方法流程示意图；
图11(1)至图11(2)是本申请实施例提供的另一种逆向架构显示器制造方法一系列流程对应的结构示意图；
图12是本申请实施例提供的一种顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池结构示意图；
图13是本申请实施例提供的另一种顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池结构示意图；
图14是本申请实施例提供的终端设备结构示意图；
图15是本申请实施例提供的相机结构示意图；
图16是本申请实施例提供的光模块结构示意图。
具体实施方式
如背景技术部分所述，结构为层叠结构的半导体器件，例如自发光显示器、顶部入射的光电探测器、图像传感器和太阳能电池，顶电极的加工制备工艺可能会对底部功能层有冲击损坏等负面影响，从而降低半导体器件良率和可靠性。
以自发光显示器为例详细描述该类半导体器件存在的技术问题。
相比液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，自发光显示器不需要背板光源，RGB三色光直接通过不同光发射层材料实现，灰阶通过电流调控，具有更轻薄节能，响应速率更快，可视角更广，以及对比度更高特点。目前自发光显示器正以快速增长率渗透传统LCD市场，预计之后几年将成为业界主流显示技术。
自发光显示器包括有源矩阵有机发光二极管显示器(Active Matrix OrganicLight Emitting Diode，AMOLED)和有源矩阵量子点发光二极管显示器(Active MatrixQuantum Dots Light Emitting Diode，AMQLED)。
AMOLED作为自发光显示像素，不需要背板光源，RGB三色直接通过不同光发射层材料实现，灰阶通过电流调控，相比LCD具有更轻薄节能，响应速率更快，可视角更广，以及对比度更高特点。同时得益于有机层的良好柔韧性，AMOLED也适合柔性显示应用，比如卷曲/折叠屏等等。目前AMOLED正以快速增长率渗透传统LCD市场，预计之后几年将成为业界主流显示技术。
作为下一代显示技术，AMQLED相比AMOLED，只是光发射层材料从有机物换成了量子点，因此AMQLED延承了所有AMOLED的优点。同时，由于量子点发光谱更窄，发光峰值可调控范围更广，因此AMQLED相比AMOLED具有更广的色域，使得下一代显示可以达到更好的色彩呈现效果。
除了像素自身发光性能，显示效果也取决于显示屏自身的分辨率。目前分辨率要求AR/VR(1000ppi)>手机(500ppi)>平板(300ppi)>电视(200ppi)>广告墙(<100ppi)。对于高分辨率的需求场景，以手机为例，500ppi要求每个像素大小在50μm左右。由于每个像素又由RGB三个子像素构成，因此每个自发光子像素大小大概在10μm左右。在这种情况下，为了最大化利用发光效率，像素架构基本都采用顶发射架构。这主要是因为薄膜晶体管(ThinFilm Transistor，TFT)作为AMOLED/AMQLED底部驱动电路，自身会遮挡光源，因此在像素很小的情况下，如果采取底发射，大部分光线在透过玻璃基板之前都会被底部TFT遮挡。此外，对于柔性显示，由于目前主流柔性基板是聚酰亚胺(Polyimide，PI)膜，自身带棕黄色，若采用底发射，光线色谱会受到影响从而使得显示色彩失真。而未来的虚拟现实(VirtualReality，VR)/增强现实技术(Augmented Reality，AR)微型显示由于像素尺寸更小，需要用硅基的CMOS电路驱动，而硅本身不透可见光，因此也必须采用顶发射像素架构。因此顶发射像素架构将成为主流的像素架构。
相比底发射像素，顶发射像素在实现手段上更为困难。这主要是因为顶发射像素所需的顶透明电极在加工制备过程中还需考虑和底层材料工艺兼容性要求。目前透明电极有以下几类：1.透明金属氧化物(Transparent Conductive Oxide，TCO)，2.薄金属(<20nm)加介电覆盖层，3.纳米线网格(银纳米线，碳纳米线)，4.聚合物导体(比如高导电率PEDOT:PSS)，5.石墨烯。
由于透明电极加工工序是在有机物/量子点材料之后，而有机物/量子点材料相对玻璃或者其他无机材料致密性更差，更柔软，因此对顶层电极工艺限制性很大。
比如，由于金属氧化物透明电极采用磁控溅射工艺，高能粒子会损坏下层的有机物/量子点光发射层，因此并不适合传统工艺的顶发射AMOLED/AMQLED。石墨烯透明电极由于高温工艺(700-800℃)也不适用于顶发射AMQLED/AMQLED。
纳米线网格则是由于散射效应导致像素之间光串扰非常大，像素边界模糊，同时由于每根纳米线半径大概几十至几百纳米，长度一般几十微米，而整个OLED/QLED器件也就一两百纳米厚度，因此纳米线电极极易导致短路现象，并不适用于具有实际应用意义的AMOLED/AMQLED。
聚合物导体则存在电阻过大的问题，使得像素阵列的压降非常严重，显示亮度不均匀且增大了显示功耗。
因此，目前市面上的顶发射型自发光显示器均采用薄金属加介电覆盖层顶透明电极工艺，该工艺优势是只需通过传统热蒸镀方法制备，对底层材料无损伤，同时可通过覆盖层介电系数和金属层/覆盖层膜厚调控其透光特性。综合考虑金属反射率和功函数，目前所用主流薄金属层是镁和银以9:1的量共蒸，厚度在10-20nm，上面覆盖介电薄膜进一步提高可见光区域透光率。
然而，该顶发射型自发光显示器中，因金属的透光率较低，为了提高透光率一般该薄金属顶电极厚度需要严格控制在10-20nm之间，需要精确控制厚度确保透光光谱一致性，增加了工艺难度，降低了容错率。同时由于该厚度极薄，任何表面的不平整都会导致金属层不连续，甚至引起断路，从而影响器件良率。同时，在该厚度下，金属层透明电极的透光率依旧明显低于TCO电极。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种半导体器件，包括：基板，依次层叠位于基板之上的第一电极、功能层、阻隔层和第二电极，其中，第二电极为透明电极。因而，在该半导体器件中，在顶透明电极即第二电极以及底部功能层之间设置有阻隔层，该阻隔层可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
另外，在该半导体器件中，顶电极采用透明电极，该透明电极的透光率较高，所以，该透明电极的厚度可以较厚，因而，降低了工艺难度，提高了容错率。而且，该透明电极的厚度较厚，所以，不会容易产生透明电极的不连续，进而降低了电路断路的可能，提高了器件良率。
为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面结合附图对本申请提供的半导体器件进行详细描述。
请参见图1，本申请实施例提供的半导体器件包括：
基板11；
位于基板11之上的第一电极12；
位于第一电极12之上的功能层13；
位于功能层13之上的阻隔层14；
位于阻隔层14之上的第二电极15，第二电极15为透明电极。
需要说明，根据半导体器件类型的不同，上述基板11、第一电极12、功能层13以及第二电极15可以采用不同的材料和工艺制成。
在本申请实施例中，阻隔层14可以对其下方的功能层13进行保护，以防止由于顶电极也即第二电极15的形成而对底部的功能层13产生冲击，以至于损坏了功能层13，如此，可以提高顶电极与下方功能层的工艺兼容性。
作为示例，该阻隔层14的材料可以为能够通过原子层沉积工艺(Atomic LayerDeposition，ALD)或者低温氧化工艺形成的N型半导体材料、P型半导体材料或者介电绝缘材料。其中，该低温氧化工艺的温度可以在室温至200℃之间，换句话说，所述低温氧化工艺的温度不高于200℃。
作为更具体实施例，该阻隔层14可以为金属氧化物阻隔层。其中，金属氧化物包括氧化铝、氧化银、氧化硅或氧化铪等一系列可通过ALD工艺或者低温氧化工艺加工的N型半导体材料，P型半导体材料，或者介电绝缘材料。
更具体地，该金属氧化物阻隔层可以为氧化铝致密薄膜阻隔层。该氧化铝致密薄膜阻隔层可以通过原子层沉积工艺的生长方式形成。
作为示例，该阻隔层14的厚度可以不超过5nm，如此可以减少光的遮挡，提高光的透光率。
需要说明，在图1中，示例出阻隔层14仅位于功能层13之上。实际上，为了实现对底部功能层的保护，防止由于顶部的第二电极15的形成对底部的功能层13造成冲击，以致损坏功能层13，阻隔层14除了可以覆盖功能层13表面外，还可以包覆功能层13的侧面，从而实现对底部功能层全方位的保护。
其中，功能层13的侧面位于功能层13朝向第二电极15的表面和功能层13朝向所述第一电极12的表面之间。
以上为本申请实施例提供的半导体器件的具体实现方式。在该半导体器件中，在顶透明电极即第二电极15以及底部的功能层13之间设置有阻隔层14，该阻隔层14可以作为底部的功能层13的阻隔保护层，能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
需要说明，在上述提供的半导体器件中，根据不同半导体器件类型的不同，相应地，功能层13可以为不同的一层或多层功能层结构。
此外，本申请实施例提供的半导体器件可以为自发光显示器，顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池。
当半导体器件为自发光显示器时，功能层13可以包括依次层叠位于所述第一电极12之上的第一载流子传输层、光发射层、第二载流子传输层。
当半导体器件为顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池时，功能层13可以包括依次层叠位于所述第一电极12之上的第一导电类型的材料层、光电转换吸收层和第二导电类型的材料层；所述第一导电类型和所述第二导电类型相反，也就是说，第一导电类型和第二导电类型中，一个为N型，另一个为P型。
下面首先介绍自发光显示器的具体实现方式。
为了解决现有的顶发射型自发光显示器的上述技术问题，本申请提供了一种显示器，该显示器包括：基板、依次层叠位于所述基板之上的第一电极、第一载流子传输层、光发射层、第二载流子传输层、阻隔层和第二电极，所述第二电极为透明电极。如此，在该自发光显示器中，在其顶透明电极即第二电极以及第二载流子注入层之间增设了一层阻隔层，该阻隔层可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶透明电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
另外，在该自发光显示器中，顶电极采用透明电极，可以提升显示器的发光效率并使得透明显示成为可能。同时，该透明电极的透光率较高，所以，该透明电极的厚度可以较厚，因而，降低了工艺难度，提高了容错率。而且，该透明电极的厚度较厚，所以，不会容易产生透明电极的不连续，进而降低了电路断路的可能，提高了器件良率。
为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将结合附图描述本申请具体实施方式。
请参见图2，本申请实施例提供的显示器包括：
基板21；
依次层叠位于基板21之上的阳极22、空穴注入层23、空穴传输层24、光发射层25、电子传输层26、电子注入层27；
位于电子注入层27之上的阻隔层28；
位于阻隔层28之上的透明阴极29。
在本申请实施例中，显示器可以为刚性显示器，也可以为柔性显示器。当为刚性显示器时，基板21可以为玻璃或类似刚性基材。当为柔性显示器时，基板21可以为聚酯板(Polyethylene terephthalate，PET)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、金属箔或者类似柔性基材。此外，当显示器为CMOS背板电路微型显示器时，基板21可以为硅基外延基板。
阳极22可以为Ag，Au，Pt或其他反射型金属阳极。此外，该阳极22也可以为透明阳极，其可以是紫外线处理过的ITO，FTO，石墨烯，纳米线，或者导电聚合物。
空穴注入层23和空穴传输层24可以为有机或者金属氧化物空穴注入层和传输层。需要说明，空穴注入层23不是自发光显示器必需的层结构，设置该空穴注入层23，有利于提高光发射层的发光效率。
光发射层25可以是有机光发射层，也可以为量子点光发射层。其中，有机光发射层可以是荧光/磷光有机发光层。量子点光发射层可以为含Cd或者不含Cd量子点光发射层，发光峰值可在450-650nm范围调节。
电子传输层26和电子注入层27可以是ZnO，TiO等N型半导体材料金属氧化物半导体电子注入/传输层。该电子传输层26和电子注入层27可以通过多次液相沉积方式的形成，如此可以有效减少电子传输层26和电子注入层27中的孔洞。需要说明，一般情况下，当光发射层为量子点光发射层时，电子传输层26和电子注入层27为一层结构。需要说明，电子注入层27不是自发光显示器必需的层结构，设置该电子注入层27，有利于提高有机光发射层的发光效率。
阻隔层28可以对其下方的功能层进行保护，以防止顶电极透明阴极29形成过程中对底部功能层的冲击损坏，如此，可以提高顶电极与下方功能层的工艺兼容性。
作为示例，该阻隔层28的材料可以为能够通过原子层沉积工艺或者低温氧化工艺形成的N型半导体材料、P型半导体材料或者介电绝缘材料。其中，低温氧化工艺的温度可以在室温至200之间，换句话说，所述低温氧化工艺的温度不高于200℃。
作为更具体实施例，该阻隔层28可以为金属氧化物阻隔层。其中，金属氧化物包括氧化铝，氧化银，氧化硅，氧化铪等一系列可通过ALD工艺或者低温氧化工艺加工的N型半导体材料，P型半导体材料，或者介电绝缘材料。
更具体地，该金属氧化物阻隔层可以为氧化铝致密薄膜阻隔层。该氧化铝致密薄膜阻隔层可以通过原子层沉积工艺(Atomic Layer Deposition，ALD)的生长方式形成。此外，该氧化铝可以呈弱N型半导体材料半导体特性，如此可以帮助减缓电子注入，对电子占传输主导的QLED器件有改善电平衡，提升器件发光效率的作用。
为了减少对下方的光发射层25发光的遮挡，最大化利用发光效率，该阻隔层28的厚度可以不超过5nm。
需要说明，在图1中，示例出阻隔层28仅位于电子注入层27之上。实际上，为了实现对底部功能层的保护，防止顶部透明阴极29形成过程对底部功能层的冲击损坏，阻隔层28除了可以覆盖电子注入/传输层25表面外，还可以包覆各底部功能层的侧面，具体地，该阻隔层28还可以包裹电子注入层27、电子传输层26、光发射层25、空穴传输层24、空穴注入层23和阳极22的侧面，从而实现对底部功能层全方位的保护。
作为一实现方式，透明阴极29可以为金属氧化物透明电极，如此，可以提高光的透过率，进而提高光的利用率。作为更具体示例，该金属氧化物透明电极的材料可以选自ITO，IZO，IGZO，FTO，AZO等一系列高导电率透明金属氧化物中的至少一种。
作为另一实现方式，透明阴极29的厚度范围可以在20～200nm之间，如此，在保证光线透过率的同时，保证透明电极27的强度，降低其断裂，减少电路断路的发生，进而提高器件良率和可靠性。
作为具体实施例，透明阴极29可以采用直流或射频磁控溅射工艺形成，也可以通过电子束气相沉积方式形成，其中，磁控溅射时，可以通过通氧量、厚度和氩气配比来控制透明金属氧化物的透明度与导电率的关系。作为更具体示例，可以采用50W低功率进行ITO靶材的镀膜工艺形成ITO透明电极，该ITO透明电极的厚度控制在100纳米左右。
以上为本申请实施例提供的一种显示器的具体实现方式。在该具体实现方式中，在位于其顶部的透明阴极29以及电子注入层27之间增设了一层阻隔层28，该阻隔层28可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶透明电极制备过程中高能粒子对底部功能层的冲击损坏，能够减小漏电流，有利于提升器件良率和可靠性。
另外，在该显示器中，顶电极采用透明电极，可以提升显示器的发光效率并使得透明显示成为可能。同时，该透明电极的透光率较高，所以，该透明电极的厚度可以较厚，因而，降低了工艺难度，提高了容错率。而且，该透明电极的厚度较厚，所以，不会容易产生透明电极的不连续，进而降低了电路断路的可能，提高了器件良率。
此外，该透明阴极29采用非金属透明电极，所以，该显示器内不会产生微腔效应，因而降低了显示器的优化难度和成本，提高了显示器可视角并消除了不同可视角下的色偏。
此外，当该透明阴极29为金属氧化物透明电极时，因金属氧化物透明电极反射率较低，相比传统薄金属透明电极显示器除了可用于高分辨率的顶发射显示，也可用于透明显示，且由于器件内部不存在强微腔效应，对器件厚度不灵敏，提高器件优化自由度。且显著改善随着视角增大显示屏色谱蓝移及亮度下降现象。
另外，本申请采用的金属氧化物阻隔层和TCO透明顶电极的设计，显示器对水/氧更不敏感，提高器件空气稳定性和可靠性。而且，TCO透明电极化学活性较差，在空气中较为稳定，因此，对显示器的制备工艺环节及薄膜封装的要求较低。
基于上述实施例提供的显示器，相应地，本申请还提供了该显示器的制造方法。
请参见图3，本申请实施例提供的显示器的制造方法包括以下步骤：
S301：提供基板21。
作为示例，基板21可以为玻璃或类似刚性基材。作为另一示例，基板21也可以为聚酯板(Polyethylene terephthalate，PET)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、金属箔或者类似柔性基材。此外，基板21还可以为硅基外延基板。
图4(1)示出了基板21的剖面结构示意图。
S302：在基板21的表面上依次分别形成阳极22、空穴注入层23、空穴传输层24、光发射层25、电子传输层26、电子注入层27。
本步骤可以具体为：采用本领域惯用的技术手段，在基板21的表面上依次分别形成阳极22、空穴注入层23、空穴传输层24、光发射层25、电子传输层26、电子注入层27。该步骤执行完对应的剖面结构示意图如图4(2)所示。
阳极22可以为Ag，Au，Pt或其他反射型金属阳极。此外，该阳极22也可以为透明阳极，其可以是紫外线处理过的ITO、FTO、石墨烯、纳米线或者导电聚合物。
空穴注入层23、空穴传输层24可以为有机或者金属氧化物空穴注入层和传输层。
光发射层25可以为含Cd或者不含Cd量子点光发射层，发光峰值可在450-650nm范围调节。
电子传输层26和电子注入层27可以是ZnO，TiO等N型半导体材料金属氧化物半导体电子注入/传输层。该电子传输层26和电子注入层27可以通过多次液相沉积方式的形成，如此可以有效减少电子传输层26和电子注入层27中的孔洞。
S303：在电子注入层27上形成阻隔层28。
本步骤可以具体为：采用ALD工艺在电子注入层27上沉积一层金属氧化物阻隔层28。其中，金属氧化物包括氧化铝，氧化银，氧化硅，氧化铪等一系列可通过ALD工艺或者低温氧化工艺加工的N型半导体材料，P型半导体材料，或者介电绝缘材料。
更具体地，该金属氧化物阻隔层可以为氧化铝致密薄膜阻隔层。该氧化铝致密薄膜阻隔层可以通过原子层沉积工艺(Atomic Layer Deposition，ALD)的生长方式形成。此外，该氧化铝可以呈弱N型半导体材料半导体特性，如此可以帮助减缓电子注入，对电子占传输主导的QLED器件有改善电平衡，提升器件发光效率的作用。
为了减少对下方的光发射层25发光的遮挡，最大化利用发光效率，该阻隔层28的厚度可以不超过5nm。
为了形成对底部功能层更好的保护，防止后续透明阴极29形成过程中对底部功能层的冲击损坏，该阻隔层28除了可以覆盖电子注入/传输层25表面外，还可以包覆各底部功能层的侧面，具体地，该阻隔层28还可以包裹电子注入层27、电子传输层26、光发射层25、空穴传输层24、空穴注入层23和阳极22的侧面，从而实现对底部功能层全方位的保护。
执行完该步骤对应的剖面结构示意图如图4(3)所示。
S304：在阻隔层28之上形成透明阴极29。
本步骤可以具体为：可以采用直流或射频磁控溅射工艺形成，也可以通过电子束气相沉积方式在阻隔层28之上形成透明阴极29。在阻隔层28之上形成透明阴极29。
执行完该步骤对应的剖面结构示意图如图2所示。
以上为本申请实施例提供的一种显示器的制造方法的具体实现方式。在该具体实现方式中，阻隔层28直接通过ALD工艺沉积而成。此外，作为本申请的另一实施例，阻隔层28也可以通过对金属低温氧化的工艺来形成，具体参见以下实施例。
请参见图5至图6(2)，本申请实施例提供的另一显示器的制造方法的具体实现方式包括以下步骤：
S501至S502与上述S301至S302相同，为了简要起见，在此不再详细描述。
S503：在电子注入层27上形成金属层51。
作为示例，本步骤可以具体为：采用蒸镀工艺在电子注入层27上形成一层金属层51，该金属层51的厚度可以不超过5nm。作为更具体示例，该金属层51可以为金属铝层。
该步骤执行对应的对应的剖面结构示意图如图6(1)所示。
S504：对金属层51进行氧化，形成金属氧化物层52，该金属氧化物层52即为阻隔层28。
本步骤可以具体为：采用低温氧化工艺对金属层51进行氧化，从而将金属层51氧化成金属氧化物层52。作为更具体实施例，本步骤可以具体为：将S504形成的结构放置在空气中，以不超过100℃温度对金属层51进行低温加热，从而使金属层51氧化层金属氧化物层52。该金属氧化物层52即为阻隔层28。该步骤执行对应的对应的剖面结构示意图如图6(2)所示。
S505与上述S304相同，为了简要起见，在此不再详细描述。
以上为本申请实施例提供的另一种显示器的制造方法的具体实现方式。在该实现方式中，先在电子注入层27上形成金属层51，然后再对金属层51进行低温氧化从而形成阻隔层28。
以上为本申请实施例提供的一种显示器及其对应的制造方法的具体实现方式。在该实现方式中，显示器为正向架构，即(p-i-n)架构。其中，在该正向架构中，阳极位于底层，阴极位于顶层。实际上，作为本申请的另一实施例，显示器也可以为逆向架构，即(n-i-p)架构，在该逆向架构中，阴极位于底层，阳极位于顶层。具体参见以下实施例。
请参见图7，本申请实施例提供的逆向架构的显示器包括：
基板71；
依次位于基板71之上的阴极72、电子注入层73、电子传输层74、光发射层75、空穴传输层76、空穴注入层77；
位于空穴注入层77之上的阻隔层78；
位于阻隔层78之上的透明阳极79。
在本申请实施例中，显示器可以为刚性显示器，也可以为柔性显示器。当为刚性显示器时，基板11可以为玻璃或类似刚性基材。当为柔性显示器时，基板11可以为PET、聚PI、金属箔或者类似柔性基材。此外，当显示器为CMOS背板电路微型显示器时，基板11可以为硅基外延基板。
阴极72可以为透明电极，其材料可以是不经过紫外线处理的ITO，FTO，IZO，或者AZO。
电子注入层73和电子传输层74可以是有机或者金属氧化物电子注入/传输层。
光发射层75可以是有机光发射层，也可以为量子点光发射层。其中，有机光发射层可以是荧光/磷光有机发光层。量子点光发射层可以为含Cd或者不含Cd量子点光发射层，发光峰值可在450-750nm范围调节。
空穴传输层76可以是有机小分子空穴传输层或者聚合物空穴传输层。
空穴注入层77可以是氧化钼，氧化钨等金属氧化物半导体空穴注入层。5B厚度控制在20nm以上以确保对底部功能层的保护。
阻隔层78可以对其下方的功能层进行保护，以防止顶电极透明阳极79形成过程中对底部功能层的冲击损坏，如此，可以提高顶电极与下方功能层的工艺兼容性。
作为示例，该阻隔层78的材料可以为能够通过原子层沉积工艺或者低温氧化工艺形成的N型半导体材料、P型半导体材料或者介电绝缘材料。其中，低温氧化工艺的温度可以在室温至200之间，换句话说，所述低温氧化工艺的温度不高于200℃。
作为更具体实施例，该阻隔层78可以为金属氧化物阻隔层。其中，金属氧化物包括氧化铝，氧化银，氧化硅，氧化铪等一系列可通过ALD工艺或者低温氧化工艺加工的N型半导体材料，P型半导体材料，或者介电绝缘材料。
更具体地，该金属氧化物阻隔层可以为氧化银致密薄膜阻隔层。该氧化银致密薄膜阻隔层可以通过原子层沉积工艺的生长方式形成。此外，该氧化银可以呈弱P型半导体材料半导体特性，如此可以帮助减缓空穴注入，对空穴占传输主导的QLED器件有改善电平衡，提升器件发光效率的作用。
为了减少对下方的光发射层75发光的遮挡，最大化利用发光效率，该阻隔层78的厚度可以不超过5nm。
需要说明，在图7中，示例出阻隔层78仅位于空穴注入层77之上。实际上，为了实现对底部功能层的保护，防止顶部透明阳极79形成过程对底部功能层的冲击损坏，阻隔层78除了可以覆盖空穴注入层77表面外，还可以包覆各底部功能层的侧面，具体地，该阻隔层78还可以包裹空穴注入层77、空穴传输层76、光发射层75、电子传输层74、电子注入层73和阴极72的侧面，从而实现对底部功能层全方位的保护。
透明阳极79可以为金属氧化物透明电极，如此，可以提高光的透过率，进而提高光的利用率。作为更具体示例，该金属氧化物透明电极的材料可以选自ITO，IZO，IGZO，FTO，AZO等一系列高导电率透明金属氧化物中的至少一种。
作为另一实现方式，透明阳极79的厚度范围可以在20～200nm之间，如此，在保证光线透过率的同时，保证透明电极17的强度，降低其断裂，减少电路断路的发生，进而提高器件良率和可靠性。
作为具体实施例，透明阳极79可以采用直流或射频磁控溅射工艺形成，也可以通过电子束气相沉积方式形成，其中，磁控溅射时，可以通过通氧量、厚度和氩气配比来控制透明金属氧化物的透明度与导电率的关系。作为更具体示例，可以采用50W低功率进行ITO靶材的镀膜工艺形成ITO透明电极，该ITO透明电极的厚度控制在100纳米左右。
以上为本申请实施例提供的逆向架构的显示器的具体实现方式。该具体实现方式具有与上述正向架构的显示器相同的有益效果。为了简要起见，在此不再详细描述。
基于上述实施例提供的逆向架构的显示器，相应地，本申请还提供了该逆向架构的显示器的制造方法。
请参见图8至图9(3)，本申请实施例提供的逆向架构的显示器的制造方法包括以下步骤：
S801：提供基板71。
该基板71的剖面结构如图9(1)所示。
S802：在基板71表面上依次分别形成阴极72、电子注入层73、电子传输层74、光发射层75、空穴传输层76、空穴注入层77。
本步骤可以具体为：采用本领域惯用的技术手段，在基板11的表面上依次分别形成阴极72、电子注入层73、电子传输层74、光发射层75、空穴传输层76、空穴注入层77。
该步骤执行完对应的剖面结构如图9(2)所示。
S803：在空穴注入层77上形成阻隔层78。
该步骤的具体实现方式可以与上述S303形成阻隔层28的具体实现方式相同，为了简要起见，在此不再详细描述。该步骤执行完对应的剖面结构如图9(3)所示。
S804：在阻隔层78之上形成透明阳极79。
该步骤的具体实现方式可以与上述S304中形成透明阴极29的具体实现方式相同，为了简要起见，在此不再详细描述。
该步骤执行完对应的剖面结构示意图如7所示。
以上为本申请实施例提供的一种逆向架构的显示器的制造方法的具体实现方式。在该具体实现方式中，阻隔层78直接通过ALD工艺沉积而成。此外，作为本申请的另一实施例，阻隔层78也可以通过对金属低温氧化的工艺来形成，具体参见以下实施例。
请参见图10至图11(2)，本申请实施例提供的另一显示器的制造方法的具体实现方式包括以下步骤：
S1001至S1002与上述S801至S802相同，为了简要起见，在此不再详细描述。
S1003：在空穴注入层77上形成金属层111。
该步骤与上述S503相同，为了简要起见，在此不再详细描述。该步骤执行完对应的剖面结构示意图如图11(1)所示。
S1004：对金属层111进行氧化，形成金属氧化物层112，该金属氧化物层112即为阻隔层78。
该步骤与上述S504相同，为了简要起见，在此不再详细描述。该步骤执行对应的对应的剖面结构示意图如图11(2)所示。
S1005与S804相同，为了简要起见，在此不再详细描述。
以上为本申请实施例提供的显示器及其制造方法的具体实现方式。
下面介绍本申请实施例提供的顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池的具体实现方式。
请参见图12，本申请实施例提供的一种顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池包括：
基板121；
依次层叠位于基板121之上的阳极122、P型半导体材料层123、光电转换吸收层124和N型半导体材料层125；
位于N型半导体材料层125之上的阻隔层126；
位于阻隔层126之上的阴极127，该阴极127为透明电极。
在本申请实施例中，基板121可以为上述实施例中所述的基板。
阳极122可以为反射金属电极，具体地，该阳极122的材料可以为Au，Ag，Pt等阳极材料。
P型半导体材料层123可以为NiOx，CuOx等P型绝缘金属氧化物半导体或者有机小分子/聚合物。
光电转换吸收层124可以为为有机光电转换吸收层、量子点光电转换吸收层或钙钛矿光电转换吸收层。
N型半导体材料层125可以是ZnO，TiO等N型绝缘金属氧化物半导体或者有机小分子/聚合物。
阻隔层126可以为上述任一实施例所述的阻隔层。
阴极127的结构、材料和制作工艺可以与上述图2所示的阴极29的结构、材料和制作工艺相同，为了简要起见，在此不再详细描述。
以上为本申请实施例提供的一种顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池的具体实现方式，在该具体实现方式中，以阳极为底电极，阴极为顶电极为例进行示例说明。实际上，作为本申请的顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池的另一种具体实现方式，也可以阴极为底电极，阳极为顶电极。该顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池的具体结构请参见图13。
如图13所示，本申请实施例提供的顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池包括：
基板131；
依次层叠位于基板131之上的阴极132、N型半导体材料层133、光电转换吸收层134和P型半导体材料层135；
位于P型半导体材料层135之上的阻隔层136；
位于阻隔层136之上的阳极137，该阳极137为透明电极。
在本申请实施例中，基板131可以为上述实施例中所述的基板。
阴极132可以为反射金属电极，具体地，该阴极132可以是Al，Ba等阴极材料。
N型半导体材料层133可以是ZnO，TiO等N型绝缘金属氧化物半导体或者有机小分子/聚合物。
光电转换吸收层134可以为为有机光电转换吸收层、量子点光电转换吸收层或钙钛矿光电转换吸收层。
P型半导体材料层135可以是有机小分子/聚合物等P型绝缘层材料，或者氧化钼，氧化钨等空穴导出层。
阻隔层136可以为上述任一实施例所述的阻隔层。
阳极137的结构、材料和制作工艺可以与上述图7所示的阳极79的结构、材料和制作工艺相同，为了简要起见，在此不再详细描述。
以上为本申请实施例提供的顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池的具体实现方式。该顶部入射的光电探测器、图像传感器或太阳能电池中，在底部功能层与顶层电极之间增设一层阻隔层，该阻隔层能够可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
以上为本申请实施例提供的半导体器件及其制造方法的具体实现方式。
基于上述实施例提供的显示器的具体实施方式，本申请实施例还提供了一种终端设备的具体实现方式。请参见图14，本申请实施例提供的终端设备包括玻璃盖板141和显示器件142，该显示器件142为上述实施例提供的显示器的具体结构，其中，玻璃盖板141覆盖显示器件142的第二电极的表面。
因该终端设备中包括上述实施例提供的显示器，所以，相应地，该终端设备具有与上述显示器相同的效果，即在终端设备中，因其显示器件142中，顶透明电极即第二电极以及第二载流子注入层之间增设了一层阻隔层，该阻隔层可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶透明电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
另外，在该自显示器件142中，顶电极采用透明电极，可以提升显示器的发光效率并使得透明显示成为可能。同时，该透明电极的透光率较高，所以，该透明电极的厚度可以较厚，因而，降低了工艺难度，提高了容错率。而且，该透明电极的厚度较厚，所以，不会容易产生透明电极的不连续，进而降低了电路断路的可能，提高了器件良率。
此外，基于上述实施例提供的图像传感器的具体实施方式，本申请实施例还提供了一种相机。请参见图15，本申请实施例提供的相机包括：
红外滤光器151、图像传感器152、印刷电路板153，
其中，图像传感器152为上述实施例所述的图像传感器；
红外滤光器151与图像传感器152粘结在一起，且所述红外滤光器151与所述图像传感器152之间设置间隙；
所述印刷电路板153上具有插设所述图像传感器152的容纳空间1521，所述图像传感器152位于容纳空间1521内。
以上为本申请实施例提供的相机的具体实现方式。在该具体实现方式中，其图像传感器152中，在底部功能层与顶层电极之间增设一层阻隔层，该阻隔层能够可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
此外，基于上述实施例提供的光电探测器的具体实施方式，本申请实施例还提供了一种光模块。请参见图16，本申请实施例提供的光模块包括：
控制器161和光电探测器162，所述光电探测器162为上述实施例所述的光电探测器；
所述控制器161用于控制光电探测器162实现光电信号的转换。
以上为本申请实施例提供的光模块的具体实现方式。在该具体实现方式中，光电探测器162在底部功能层与顶层电极之间增设一层阻隔层，该阻隔层能够可以作为底部功能层的阻隔保护层，能够有效防止顶电极制备过程中对底部功能层的冲击损坏，有利于提升器件良率和可靠性。
以上为本申请实施例提供的具体实现方式。

Claims (5)

1.一种光发射器件，其特征在于，包括层叠放置的基板、第一电极、功能层、阻隔层和第二电极，所述第一电极位于所述基板和所述功能层之间，所述阻隔层位于所述功能层和所述第二电极之间，所述第二电极为透明电极；
所述阻隔层覆盖所述功能层朝向所述第二电极的表面且包裹所述功能层的侧面，所述功能层的侧面位于所述功能层朝向所述第二电极的表面和所述功能层朝向所述第一电极的表面之间；
所述阻隔层的厚度不超过5nm；
所述阻隔层的材料为弱N型氧化铝；
其中，所述功能层包括光发射层，所述光发射层为量子点光发射层。
2.根据权利要求1所述的光发射器件，其特征在于，所述第二电极为透明金属氧化物制成的电极。
3.根据权利要求1至2任意一项所述的光发射器件，其特征在于，所述第二电极的厚度范围在20～200nm之间。
4.根据权利要求1至2任意一项所述的光发射器件，其特征在于，所述功能层包括：依次层叠放置的第一载流子传输层、光发射层、第二载流子传输层，所述第一载流子传输层位于所述第一电极和所述光发射层之间，所述第二载流子传输层位于所述光发射层和所述阻隔层之间。
5.一种终端设备，其特征在于，包括：玻璃盖板和显示器件，所述显示器件为上述权利要求4所述的光发射器件，所述玻璃盖板覆盖所述第二电极的表面。
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