專利名稱：行－列可尋址電微開關(guān)陣列及使用其的傳感器矩陣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及制造具有薄半導(dǎo)體膜的電微開關(guān)及用這種微開關(guān)構(gòu)成的列-行(x-y)可尋址電開關(guān)矩陣。這些微開關(guān)是兩端器件，電流、電位或它們的導(dǎo)數(shù)或積分可以通過(guò)該器件根據(jù)外部偏置的大小或極性而開和關(guān)。它們按金屬/半導(dǎo)體/金屬薄膜結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)電薄膜構(gòu)成。列-行可尋址電微開關(guān)矩陣可以制造成為覆蓋大面積，具有高像素密度。這種矩陣可以與電特性響應(yīng)于外部物理?xiàng)l件(例如，光子輻射，溫度，壓力，X射線，磁場(chǎng)等)變化的一個(gè)(或數(shù)個(gè))附加層成一體，從而形成各種探測(cè)器矩陣。
傳統(tǒng)的電開關(guān)是例如大電流、高功率應(yīng)用的繼電器等電機(jī)械裝置。另一方面，人們普遍對(duì)用于各種傳感器應(yīng)用的高像素密度、列-行可尋址電微開關(guān)感興趣。由分立機(jī)械繼電器構(gòu)成的開關(guān)體積太大，應(yīng)用時(shí)其開關(guān)速度經(jīng)常太慢。在自動(dòng)控制領(lǐng)域中，單個(gè)控制板一般少于102個(gè)信道。
互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)和場(chǎng)效應(yīng)晶體管已用來(lái)在半導(dǎo)體晶片上制造大規(guī)模集成電路(LSIC)的開關(guān)電路。一般開關(guān)電路由一系列場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成，已知為有源矩陣陣列。這種微開關(guān)已用于制造高像素密度2D圖像傳感器和存儲(chǔ)器件。然而，材料和工藝成本限制了在大尺寸傳感器應(yīng)用中使用這種有源矩陣陣列。
由于液晶顯示器(LCD)的需要而開發(fā)的玻璃或石英基片上的薄膜晶體管(TFT)技術(shù)提供了有源模式(AM)微開關(guān)基片的另一例子。除在AM-LCD使用外，近來(lái)已證明可用于由a-Si TFT屏板上的非晶硅(a-Si)p-i-n光電池構(gòu)成的大尺寸全色圖像傳感器(J.Yorkstin等人，Mat.Res.，Soc.Sym.Proc.116，258(1992)；R.A.Street，Bulletin ofMaterials Research Society 11(17)，20(1992)；L.E.Antonuk和R.A.Street美國(guó)專利5262649(1993)；R.A.Street，美國(guó)專利5164809(1992))。
FET是一種三端有源器件。由這種開關(guān)單元構(gòu)成的微開關(guān)屏板一般稱作有源矩陣。每個(gè)FET的漏電流由其柵電壓開關(guān)。開/關(guān)比一般是104-108。
如該發(fā)明中所證明的，固態(tài)微開關(guān)也可由例如金屬/半導(dǎo)體肖特基二極管、金屬/半導(dǎo)體/金屬(MSM)器件、p型半導(dǎo)體/n型半導(dǎo)體(p-n)結(jié)器件、或p型半導(dǎo)體/絕緣體或未摻雜半導(dǎo)體/n型半導(dǎo)體(p-i-n)結(jié)器件等兩端無(wú)源器件構(gòu)成?？梢愿鶕?jù)外部偏置的大小或極性開關(guān)電流。
該發(fā)明公開了包括MSM結(jié)構(gòu)或其變形結(jié)構(gòu)的無(wú)源器件的大尺寸高像素密度微開關(guān)矩陣。該發(fā)明還公開了一種制造這種大尺寸高像素密度微開關(guān)矩陣的方法。可以是有機(jī)或無(wú)機(jī)的半導(dǎo)體為薄膜結(jié)構(gòu)。幾十年來(lái)，已開發(fā)出了利用無(wú)機(jī)材料(例如硒、鍺、硅、Ge-Si合金、ZuS、CdS或CdSe)構(gòu)成的薄膜器件，它們已應(yīng)用于許多應(yīng)用，例如包括光伏能量開關(guān)。還已研制出了金屬-有機(jī)物-金屬M(fèi)SM薄膜結(jié)構(gòu)的有機(jī)二極管(對(duì)由有機(jī)分子和共軛聚合物構(gòu)成的MSM器件的回顧，見James C.W.Chien，PolyacetyleneChemistry，Physics andMaterial Science，第12章(Academic，Orlando，1978)；G.A.Chamberlain，Solar Cells 8，47(1983)；J.Kanicki，in Handbook ofConducting Polymers，T.A.Skotheim，Ed.(Dekker，New York，1986))。然而，這些早期器件的性能(如它們的I-V特性所確定的)不能夠使它們用作電開關(guān)。
由于材料性質(zhì)和器件制造工藝的改進(jìn)，近來(lái)已表明有機(jī)MSM器件的整流比已達(dá)到105-106(D.Braun and A.J.Heeger，Appl.Phys.Letters 58，1982(1991)；G.Yu，C.Zhang and A.J.Heerger，Appl.Phys.Lett.64，1540(1994))。
通過(guò)引入合適的混合工藝和器件結(jié)構(gòu)上作變化，例如利用雙分子層半導(dǎo)體膜，或通過(guò)選擇不同的金屬作接觸改善載流子注入(I.Parker，J.Appl.Phys.75，1665(1994))，可以進(jìn)一步提高整流比。這種有機(jī)MSM器件可在10mA/cm2的電流密度下連續(xù)工作超過(guò)104小時(shí)(G.Yu.C.Zhang，Y.Yang and A.J.Heeger，Annual Conference ofMaterials Research Society，San Francisco，April 1995)。
如該發(fā)明所公開的，這些具有高整流比的薄膜MSM器件可用于制造高像素密度的大面積固態(tài)微開關(guān)板(屏板)。
本發(fā)明公開了包括薄半導(dǎo)體膜的電微開關(guān)器件及其制造方法。本發(fā)明還公開了一種制造帶有這種微開關(guān)作各像素單元的列-行(x-y)可尋址電微開關(guān)陣列(矩陣屏板)的方法。這些微開關(guān)是兩端器件，根據(jù)外部偏置的大小或極性可以通過(guò)該器件進(jìn)行電流、或電位(或它們的導(dǎo)數(shù)或積分)的開關(guān)。它們由電極/半導(dǎo)體/電極薄膜結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)電薄膜構(gòu)成。可以大面積高像素密度制造列-行可尋址電開關(guān)矩陣。這種矩陣可以與其電特性響應(yīng)于外部物理?xiàng)l件(例如光子輻射，高能粒子輻射，溫度，表面壓力，磁場(chǎng)等)改變的探測(cè)層集成，因而可以形成各種探測(cè)器矩陣。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明包括以下各部分附圖簡(jiǎn)介優(yōu)選實(shí)施例的介紹下面結(jié)合附圖進(jìn)一步介紹本發(fā)明，其中

圖1是由夾在具有不同或類似的功函數(shù)的兩導(dǎo)電電極(11，13)間的半導(dǎo)電膜(12)構(gòu)成的固態(tài)微開關(guān)(10)的剖面圖；圖2A是包括微開關(guān)和電特性(例如電導(dǎo)率，電位差)隨外部環(huán)境條件變化的探測(cè)器件的可開關(guān)兩端探測(cè)單元(20)的剖面圖；圖2B是圖2A所示結(jié)構(gòu)的替代結(jié)構(gòu)的剖面圖，其中探測(cè)層24靠近基片(26)設(shè)置；圖2C是圖2A和2B的等效電路圖；圖3A展示了由行電極(35)陣列和列電極(31)陣列構(gòu)成的列-行可尋址傳感器矩陣的結(jié)構(gòu)；列和行電極間的每個(gè)結(jié)處是類似于圖2所示的可開關(guān)探測(cè)單元；圖3B展示了圖3A所示結(jié)構(gòu)的反結(jié)構(gòu)；圖4展示了8×14傳感器矩陣的等效電路；圖5A和5B是一組曲線圖，展示了按ITO/MEH-PPV/Ca形式制造的微開關(guān)的I-V特性和整流比Rr(b)；圖6A和6B是一組曲線圖，展示了按Au/MEH-PPV/Al形式制造的微開關(guān)的I-V特性和整流比Rr(b)；圖7A和7B是一組曲線圖，展示了按ITO/MEH-PPVPCB/Al形式制造的微開關(guān)的I-V特性和整流比Rr(b)；圖8A和8B是一組曲線圖，展示了按Ag/PANI-PAAMPSA/MEH-PPV/Ca形式制造的微開關(guān)的I-V特性和整流比Rr(b)；圖9A和9B是一組曲線圖，展示了按ITO/p-i-n/Al形式制造的微開關(guān)的I-V特性和整流比Rr(b)，其中半導(dǎo)體是非晶硅膜；圖10A-10C是一組曲線圖，展示了按ITO/MEH-PPV/Ca形式制造的微開關(guān)的dI/dV-V(a)，G-V(b)和電流積分int IdV-V(c)；圖11展示了在-73℃至+127℃(200K-400K)的溫度范圍內(nèi)ITO/MEH-PPV/Ca器件的電流與溫度特性；圖12A和12B展示了10×10溫度傳感器矩陣(a)上的電流圖像(像素電流分布)；和來(lái)自相同矩陣(b)的對(duì)應(yīng)溫度圖像。
在這些優(yōu)選實(shí)施例的介紹及權(quán)利要求書中，必須限定幾個(gè)術(shù)語(yǔ)。一組術(shù)語(yǔ)涉及微開關(guān)結(jié)構(gòu)和它們可以控制的傳感器單元。圖1和2示出了微開關(guān)的兩個(gè)實(shí)施例的剖面圖。所說(shuō)開關(guān)利用電極-半導(dǎo)體-電極薄膜器件結(jié)構(gòu)構(gòu)成。具體說(shuō)，該開關(guān)包括包括有機(jī)或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層(12)。有機(jī)半導(dǎo)體的例子包括共軛聚合物、聚合物混合物、聚合物/分子復(fù)合高聚物、有機(jī)分子層、有機(jī)金屬分子或分子混合物(合金)；或結(jié)合了上述材料的多層結(jié)構(gòu)。無(wú)機(jī)半導(dǎo)體的例子包括Si、Se、Ge、Si-Ge合金、CdS、CdSe、TiO2、CuO等。有機(jī)半導(dǎo)體的例子包括多炔(PA)和其衍生物、聚硫芬(PT)和其衍生物、聚(p-苯基乙烯)(PPV)和例如MTH-PPV等其衍生物、例如C60等富勒烯分子和其衍生物、巴基管(buckytube)、蒽、并四苯、并五苯、Alq3和其它金屬螯合物(M-L3)型有機(jī)金屬分子等等。層12也可以是包括有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的復(fù)合層或這些材料的雙層或多層。
層12可以是摻雜有一種或多種摻雜劑的半導(dǎo)體。額外的電荷一般由具有不同價(jià)電子的摻雜劑產(chǎn)生。電子作多數(shù)電荷載流子的摻雜半導(dǎo)體稱作n型半導(dǎo)體，空穴作多數(shù)載流子的摻雜半導(dǎo)體稱作p型半導(dǎo)體。層12中的摻雜濃度可以非均質(zhì)分布，可以從p型到n型改變符號(hào)(在12內(nèi)形成p-n結(jié))或從p型到未摻雜區(qū)，然后到n型區(qū)(在12內(nèi)形成p-i-n結(jié))。
兩“接觸電極”(層11，13)用作開關(guān)的陽(yáng)極和陰極，以便分別從半導(dǎo)體層引出電子和空穴。在某些實(shí)施例中，至少一個(gè)電極(例如圖1中的層11)制成透明或半透明。以下將詳細(xì)介紹這些電極。
陽(yáng)極限定為其功函數(shù)比陰極材料高的導(dǎo)電材料。
所說(shuō)器件還包括可選的基片或支撐26，如圖2A所示。可以是設(shè)計(jì)成為這些開關(guān)和/或開關(guān)矩陣陣列提供強(qiáng)度的固態(tài)剛性或柔性層。在某些實(shí)施例中，所說(shuō)基片在工作波長(zhǎng)是透明或半透明的。一般用玻璃石英、聚合物片、或柔性塑料膜作基片。某些應(yīng)用中也可以使用寬帶半導(dǎo)體晶片(例如SiC，SiN)。這些情況下，還可以用薄摻雜區(qū)作為接觸電極21。
也可以采用具有與圖2B所示相反幾何結(jié)構(gòu)的器件。這種構(gòu)形中，光通過(guò)與自由面接觸的電極21入射，于是可以用可選的不透明材料作基片。例如，利用無(wú)機(jī)半導(dǎo)體晶片(例如硅)作基片26，并將該半導(dǎo)體摻雜成“導(dǎo)電”的程度(如以下所定義的)，這種晶片可以用作基片26和直接建立于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體基片上的接觸電極25電路(利用集成電路技術(shù))。
入射光一般限定為包括可見光波長(zhǎng)(400-700nm)、紫外光波長(zhǎng)(200-400nm)、真空紫外波長(zhǎng)(＜200nm)和近紅外波長(zhǎng)(700-2500nm)。
多個(gè)層都指定為透明或半透明的。這些術(shù)語(yǔ)是指能夠透過(guò)入射于其上的大部分入射光的材料性質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“透明”經(jīng)常用于描述透射率超過(guò)20％的基片，“半透明”經(jīng)常用于描述透射率在20％-1％之間的基片或?qū)印?br> “導(dǎo)電”層或材料的導(dǎo)電率一般大于0.1S/cm。半導(dǎo)電材料的導(dǎo)電率為10-14-10-1S/cm。
“介質(zhì)”或“絕緣”材料層的導(dǎo)電率一般低于10-10S/cm。
“正”(或“負(fù)”)偏置是指較高電位加于陽(yáng)極(陰極)上的情形。在負(fù)電壓值是指加反偏電壓以得到增強(qiáng)的光敏性的情況時(shí)，相對(duì)值將按絕對(duì)值表達(dá)，即例如，-10V(反偏)偏置高于-5V(反偏)偏置。
常耦合到其開關(guān)上的光學(xué)圖像探測(cè)單元的光譜響應(yīng)由探測(cè)材料的光學(xué)帶隙和電特性(例如載流子遷移率)、探測(cè)單元的結(jié)構(gòu)及濾光器、基片或光學(xué)路徑上的其它敷層的透射特性決定，如本申請(qǐng)中的這些例子所表明的。
除單個(gè)頻帶可見圖像探測(cè)(一般稱作黑/白，或單色圖像傳感器)外，特別需要具有全色探測(cè)性的圖像傳感器。全色探測(cè)一般通過(guò)將可見光譜分成三個(gè)分離的區(qū)即紅(600-700nm)、綠(500-600nm)和藍(lán)(400-500nm)基色實(shí)現(xiàn)。全色信號(hào)由這三個(gè)頻帶的入射光強(qiáng)度表示。所以全色圖像元件是指具有紅、綠和藍(lán)(有時(shí)選擇它們的補(bǔ)色、藍(lán)綠色、深紅色和黃色)光譜范圍的三種光譜信帶的圖像器件，可以提供關(guān)于入射光的正確顏色和光強(qiáng)信息。
在每?jī)蓚€(gè)探測(cè)像素間的區(qū)域中的“黑”材料敷層(在所討論的光譜范圍不透明)可以設(shè)置于光探測(cè)器平面之前，形成“黑矩陣”。某些情況下，這種敷層有助于進(jìn)一步減少帶有未構(gòu)圖光敏有機(jī)層的器件中相鄰像素間的串?dāng)_。黑矩陣已用于CRT監(jiān)視器和其它平板顯示器，用于增強(qiáng)顯示對(duì)比度，這已是顯示領(lǐng)域眾所周知的。“黑矩陣”的構(gòu)圖可以用標(biāo)準(zhǔn)的光刻、模壓、噴墨或絲網(wǎng)印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
電極按圖1所示的構(gòu)形，用透明基片和透明電極作一個(gè)接觸電極?？梢杂醚趸熷a(“ITO”)作電極。其它透明電極材料包括摻雜了氧化鋅的鋁(“AZO”)、摻雜了氧化錫的鋁(“ATO”)、氧化錫等。這些導(dǎo)電敷層由從近UV到中紅外透明的摻雜金屬氧化物構(gòu)成。
電極還可以用其它摻雜無(wú)機(jī)化合物或合金構(gòu)成。這些化合物可以摻雜成所包括的各元素成分、元素價(jià)或膜的結(jié)構(gòu)變化的金屬(或近金屬)形式。這些半導(dǎo)電或金屬化合物都是所屬領(lǐng)域已知的，都已有記載(例如N.F.Mott，Metal-Insulating Transtitions，2nd edition(Taylor& Francis，London 1990)；N.F.Mott和E.A.Davis，ElectronicProcesses in Non-crystalline Materials(Claredon，Oxford，1979))。這些化合物的例子包括在低溫下具有超導(dǎo)性的銅酸鹽材料(所謂的高溫超導(dǎo)材料)。
該電極可以由例如利用平衡離子誘發(fā)的可加工技術(shù)或其它合適技術(shù)制備的翠綠亞胺鹽形式的聚苯胺等導(dǎo)電聚合物形成，所說(shuō)技術(shù)公開于美國(guó)專利5232631和Appl.Phys.Lett.60，2711(1992)。用作電極的聚苯胺膜可由溶液澆鑄得到室溫下很均勻的物質(zhì)。與聚合物基片結(jié)合的有機(jī)導(dǎo)電電極和有機(jī)有源層可以使這些光傳感器按充分柔韌的形式制造。可用于透明或半透明電極(圖1中的11或圖2A中的21)的其它導(dǎo)電聚合物包括聚乙烯二羥基噻吩聚苯乙烯磺酸酯(“PEDT/PSS”)[Y.Cao，G.Yu，C.Zhang，R.Menon和A.J.Heeger、Synth.Metals，87，171(1997)]、聚吡咯或摻有十二烷基苯磺酸(“DBSA”)或其它酸的其功能衍生物[J.Gao，A.J.Heeger、J.Y.Lee和C.Y.Kim.Synth.Metals 82，221(1996)]等。
薄金屬半透明層(例如Au、Ag、Al、In等)也可用作電極。這些半透明電極的典型厚度為50-1000埃，透光率為80％-1％。合適的介質(zhì)敷層(經(jīng)常是多層介質(zhì)疊層)可以增強(qiáng)所討論光譜范圍內(nèi)的透射率(例如，見S.M.Sze，Physics of Semiconductor Devices(John Wiley& Sons，New York，1981)Chapter 13)。
透明電極也可由金屬/導(dǎo)電聚合物、導(dǎo)電聚合物/金屬/導(dǎo)電聚合物或介質(zhì)層/金屬/導(dǎo)電聚合物結(jié)構(gòu)構(gòu)成。這些復(fù)合電極的透射率比同樣厚度的單金屬層高。
具有低透光率的金屬層也可以用作某些應(yīng)用的電極，其中在某些波長(zhǎng)的光譜響應(yīng)人們對(duì)之也有興趣。通過(guò)按微腔結(jié)構(gòu)制造器件，可以增強(qiáng)光敏性，所說(shuō)結(jié)構(gòu)中兩個(gè)金屬電極11和13也用作光學(xué)反射鏡。兩電極間的光學(xué)響應(yīng)增強(qiáng)了某些波長(zhǎng)的光敏性，所以得到了與光學(xué)微腔(光校準(zhǔn)儀)器件的選擇性光譜響應(yīng)。
圖1中的“背”電極13一般由例如Ca、Sm、Y、Mg、Al、In、Cu、Ag等金屬構(gòu)成。金屬合金也可以用作電極材料。這些金屬電極例如可利用熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、濺射、化學(xué)汽相淀積、熔融工藝或其它技術(shù)制造。圖1中電極13(圖2中11)的厚度并不重要，可以從幾百埃到幾百微米或更厚。該厚度可以控制為得到希望的表面導(dǎo)電率。
在需要時(shí)，例如，對(duì)于正面和背面都具有探測(cè)性的光電二極管來(lái)說(shuō)，上述透明和半透明材料也可用作“背”電極。
如本發(fā)明的實(shí)施例所表明的，可以利用具有較高電阻率的接觸層制造具有有利的I-V特性的微開關(guān)。例如，可以用體電阻率為105Ωcm數(shù)量級(jí)的PANI-PAAMPSA作具有良好開關(guān)I-V特性的微開關(guān)的陽(yáng)極材料。例如，在按Mg/MEH-PPV/PAANI-PAAMPSA/Ag結(jié)構(gòu)制造的微開關(guān)中，I-V特性由PANI-PAAMPSA和Mg的功函數(shù)決定。Ag僅作為測(cè)試電路中的導(dǎo)體。使用具有高體電阻率的接觸電極的優(yōu)點(diǎn)在于，在橫向電阻足夠高時(shí)(通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇體電阻率，高電阻率陽(yáng)極材料的厚度和像素的大小)，像素間的串?dāng)_會(huì)變得相當(dāng)小，不必對(duì)高體電阻率的材料構(gòu)圖。
兩“接觸電極”(11，13)用作二極管的陽(yáng)極和陰極，它們分別向半導(dǎo)體層(12)注入電子和空穴。在未摻雜半導(dǎo)體作層12的器件中，陽(yáng)極限定為具有較高的功函數(shù)。在層12中具有p-n或p-i-n結(jié)的器件中，陽(yáng)極限定為與p摻雜區(qū)接觸。在所有情況下，在器件處于導(dǎo)電模式時(shí)，陽(yáng)極可限定為具有較高電位的電極。除傳統(tǒng)的金屬和合金外，摻雜的半導(dǎo)體(有機(jī)和無(wú)機(jī))也可以作為11和13的接觸材料。I.D.Parker和H.Kim，Appl.Phys.Letters 64，1774(1994)給出了使用摻雜硅作有機(jī)發(fā)光器件的陽(yáng)極的例子。許多專利和公開出版物中都公開了用例如聚苯胺-(樟腦磺酸)、PANI-CSA、PEDT-PSS、和聚吡咯、PPy作電致發(fā)光器件的電極的例子(Y.CAO等人，美國(guó)專利5232631；G.Gustafsson，Y.CAo，G.M.Treacy，F(xiàn).Klavetter，N.Colaneri和A.J.Heeger，Science 357，477(1992)；Y.Yang，美國(guó)專利5723873；G.Heywang和F，Jonas，Adv.Materials 4，116(1992)；Y.Cao，G.Yu，C.Zhang，R.Menon和A.J.Heeger，Synth.Metal(1997)；J.Gao，A.J.Heeger，J.Y.Lee和C.Y.Kim，Synth.Metals 82，221(1996))。
半導(dǎo)體層半導(dǎo)體層由無(wú)機(jī)或有機(jī)半導(dǎo)體材料薄片構(gòu)成。無(wú)機(jī)材料包括Si、Se、Ge、CdS、CdSe、TaO、CuO等。半導(dǎo)體層可以單獨(dú)包括一種或幾種半導(dǎo)電共軛聚合物，或與非共軛材料、一種或幾種有機(jī)分子或低聚物結(jié)合。半導(dǎo)電材料還可以用作傳感器件的有源層，使這些開關(guān)導(dǎo)通。有源有機(jī)層可以是具有類似的或不同的電子親和力和不同的電子能隙的兩種或多種共軛聚合物的混合物。有源層可以是具有類似或不同電子親和力和不同能隙的兩種或多種有機(jī)分子的混合物。有源層可以是具有類似或不同電子親和力和不同能隙的共軛聚合物和有機(jī)分子的混合物。后者具有特殊的優(yōu)點(diǎn)，各成分的不同電子親和力可導(dǎo)致光誘發(fā)的電荷傳遞和電荷分離；及增強(qiáng)光敏性的現(xiàn)象(N.S.Sariciftci和A.J.Heeger，美國(guó)專利5333182(1994年7月19日)；N.S.Sariciftci和A.J.Heeger，美國(guó)專利5454880(1995年10月3日)；N.S.Sariciftci，L.Smilowitz，A.J.heeger和F.Wudl，Science 258，1474(1992)；L.Smilowitz，N.S.Sariciftci，R.Wu，C.Gettinger，A.J.Heeger，和F.Wull.Phys.Rev B47，13855(1993)；N.S.Sariciftci和A.J.HeegerIntern.J.Mod.Phys.B8，237(1994))。有源層還可以利用有機(jī)材料層或如上所述的混合物的一系列異質(zhì)結(jié)。
可以利用熱蒸發(fā)、化學(xué)汽相淀積(CVD)等技術(shù)制造有機(jī)分子、低聚物和分子混合物的薄膜。通常，可通過(guò)直接由普通溶劑中的溶液澆鑄或利用類似的流體相加工技術(shù)制造共軛聚合物、聚合物/共混聚合物、聚合物/低聚物和聚合物/分子混合物薄膜。在聚合物或復(fù)合高聚物用作有源層時(shí)，器件可制造于柔性基片上，得到獨(dú)特的機(jī)械柔性光傳感器。
典型半導(dǎo)電共軛聚合物的例子包括多炔(“PA”)及其衍生物、聚異硫茚及其衍生物、聚噻吩(“PT”)及其衍生物、聚吡咯(“PPr”)及其衍生物、聚(2，5-噻吩基乙烯)(“PTV”)及其衍生物、聚(p-亞苯基)(“PPP”)及其衍生物、聚氟烯(“PF”)及其衍生物、聚(亞苯基乙烯)(“PPV”)及其衍生物、聚咔唑及其衍生物、聚(1，6-庚二炔)、聚異硫茚及其衍生物、聚喹啉和半導(dǎo)電聚苯胺(即，無(wú)色翠綠亞胺和/或翠綠亞胺基形式)，但不限于這些。美國(guó)專利5196144中公開了代表性的聚苯胺材料，這里引用該文獻(xiàn)。這些材料中，優(yōu)選在有機(jī)溶劑中可溶的材料，是因?yàn)樗鼈兊募庸?yōu)點(diǎn)。
可溶于普通有機(jī)溶劑中的PPV衍生物的例子包括聚(2-甲基-5-(2’-乙基-己氧基)-1，4-亞苯基乙烯)(“MEH-PPV”)(F.Wudl，P.M.Allemand，G.Srdanov，Z.Ni和D.McBranch.in Materials forNonlinear OpticsChemical Perspectives，由S.R.Marder，J.E.Sohn和G.D.Stucky編輯(The American Chemical Society，Washington DC，1991)，p.683)，聚(2-丁基-5-(2-乙基-己基)1，4-亞苯基乙烯)(“BuEH-PPV”)(M.A.Andersson，G.Yu，A.J.Heeger，Synth.Metals85，1275(1997))，聚(2，5-雙(膽淄烷氧)-1，4-亞苯基乙烯)(“BCHA-PPA”)(見美國(guó)專利申請(qǐng)07/800555，這里引用該文獻(xiàn))等。可溶PTs的例子包括聚(3-烷基噻吩)(“P3AT”)，其中烷基側(cè)鏈包括4個(gè)以上碳，例如從5-30個(gè)碳。
有機(jī)圖像傳感器可利用施主/受主復(fù)合高聚物作光敏層制造。這些復(fù)合高聚物可以是半導(dǎo)電的聚合物/聚合物的混合物，或半導(dǎo)電的聚合物與合適有機(jī)分子和/或有機(jī)金屬分子的混合物。施主/受主復(fù)合高聚物中施主的例子包括剛才提到的共軛聚合物，即PPV、PT、PTV、和聚亞苯基和它們的可溶衍生物，但不限于這些。施主/受主復(fù)合高聚物中受主的例子包括聚(氰?；鶃啽交蚁?(“CN-PPV”)、例如C60等富勒烯(fullerene)分子及功能其衍生物、及到目前為目用于現(xiàn)有技術(shù)光接受器或電子輸運(yùn)層的有機(jī)分子和有機(jī)金屬分子，但不限于這些。
也可以利用施主/受主異質(zhì)結(jié)(即雙層)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)半導(dǎo)電有機(jī)層或替代層狀結(jié)構(gòu)制造光敏層。在這些結(jié)構(gòu)中，施主層一般是共軛聚合物層，受主層由聚(氰?；鶃啽交蚁?(“CN-PPV”)、例如C60等富勒烯分子及其功能衍生物(例如，PCBM和PCBCR、及到目前為止用于現(xiàn)有技術(shù)光接受器和電子輸運(yùn)層的有機(jī)分子。這種用于光敏層的異質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)的例子包括PPV/C60、MEH-PPV/C60、PT/C60、P3AT/C60、PTV/C60等等，但不限于這些。
該有源層也可以由例如摻雜有染料分子的聚-N-乙基咔唑(“PVK”)寬帶聚合物構(gòu)成，以增強(qiáng)可見光譜范圍的光敏性。這些情況下，寬帶有機(jī)物用作主體粘合劑及空穴(或電子)輸運(yùn)材料。例如包括PVK/o-氰醌、PVK/若丹明B和PVK/蔻等，但不限于這些。
光敏層可以使用有機(jī)分子、低聚物或分子混合物。該實(shí)施例中，可利用化學(xué)汽相淀積、分子外延或其它已知膜淀積技術(shù)將光敏材料制造成薄膜。合適材料的例子包括蒽、酞菁、6-噻吩(“6T”)、6-苯基(“6P”)、鋁螯合物(Alq3)和其它金屬螯合物分子(m-q3)、PBD、螺-PBD、惡二唑、及其衍生物或例如6T/C60、6T/頻哪氰醇、酞菁/o-氰醌、6P/Alq3、6P/PBD等的分子混合物，但不限于這些。
可用于有源層的有機(jī)分子、低聚物和分子混合物的例子包括蒽及其衍生物、并四苯及其衍生物、酞菁及其衍生物、頻哪氰醇及其衍生物、富勒烯(“C60”)及其衍生物、噻吩低聚物(例如六噻吩“6T”和八噻吩“8T”)及其衍生物等、苯基低聚物(例如六苯基“6P”或八苯基“8P”)及其衍生物等、6T/C60、6P/C60、6P/Alq3、6T/頻哪氰醇、酞菁/o-氰醌、蒽/C60、蒽/o-氰醌等。對(duì)于含兩種以上分子的光敏層來(lái)說(shuō)，有機(jī)層可以是混合物形式、雙層形式、或多個(gè)交替層形式。
在某些實(shí)施例中，有源層12包括一個(gè)或多個(gè)有機(jī)添加劑(它們是光無(wú)源的)，以改進(jìn)和提高器件的性能。添加劑分子的例子包括陰離子表面活性劑，例如一般結(jié)構(gòu)的硫酸醚，
R(OCH2CH2)nOSO3-M+其中R表示烷基alkyllaryl，M+表示質(zhì)子、金屬或銨平衡離子，n是環(huán)氧乙烷的摩爾數(shù)，一般n=2-40。
Y.Cao已證明了這種陰離子表面活性劑作為改善聚合物發(fā)光二極管性能的添加劑的應(yīng)用(美國(guó)專利申請(qǐng)08/888316，這里引用該文獻(xiàn))。
其它類型的添加劑包括固態(tài)電解質(zhì)或有機(jī)鹽。例子有聚(環(huán)氧乙烷)、三氟甲烷磺酸鋰、或它們的混合物、十二烷基苯磺酸四丁基銨等。美國(guó)專利5682043和5677546中公開了這種電解質(zhì)在發(fā)光聚合物中的應(yīng)用及新型發(fā)光器件的發(fā)明。
在有源層由具有不同電子親和力和光能隙的兩相或多相有機(jī)混合物構(gòu)成時(shí)，一般會(huì)發(fā)生納米級(jí)相分離，異質(zhì)結(jié)形成在界面區(qū)。具有較高電子親和力的相用作電子受主，而具有較低電子親和力(或較低電離能量)的相用作電子施主。這些有機(jī)混合物形成一類電荷輸運(yùn)材料，允許發(fā)生光誘發(fā)的電荷分離過(guò)程，該過(guò)程由以下步驟限定(N.S.Sariciftci和A.J.Heeger，Intern.J.Mod.Phys.B8，237(1994))步驟1D+A“1.3D*+A，(在D上激發(fā))步驟21.3D*+A“1.3(D--A)*，(在D-A復(fù)合物上非定域激發(fā))步驟31.3(D--A)*“1.3(Dd---Ad-)*，(誘發(fā)電荷輸運(yùn))步驟41.3(Dd---Ad-)*“1.3(Dd---Ad-)*，(形成離子半徑對(duì))步驟51.3(D-d--A-d)“D-d+A-d，(電荷分離)其中(D)表示有機(jī)施主，(A)表示有機(jī)受主；1.3分別表示單或三激發(fā)態(tài)。
該有源層的典型厚度為幾百埃-幾千埃，即100-5000埃(1埃=10-8cm)。盡管有源膜厚不重要，但在感興趣的光譜范圍內(nèi)，利用光密度低于2的較薄膜，一般可以改善器件性能。
微開關(guān)(10)還可以包括光學(xué)基片或基座14，如圖1所示。這是一種固態(tài)剛性或柔性層，設(shè)計(jì)成為二極管和/或二極管矩陣陣列提供強(qiáng)度。一般可以用玻璃、石英、聚合物片或柔性塑料膜等作基片。半導(dǎo)體晶片(例如Si，GaAs，SiC，SiN)也可用作基片14。這些情況下，基片的薄摻雜區(qū)也可用作接觸電極11。
圖1所示器件的電流-電壓(I-V)特性一般是對(duì)稱的。如這些例子所表示的，整流比(定義為給定偏置下正向電流與反向電流的比)可以高達(dá)106-107，即在正偏置方向?qū)щ?，在零和反偏絕緣。具有例如圖1所示的兩個(gè)端子并I-V特性非常對(duì)稱的器件一般叫作二極管(無(wú)源器件)，由符號(hào)→表示，其中箭頭表示電流方向。開關(guān)特性的特征在于，整流比I(V)/I(-V)或開關(guān)比(兩個(gè)給定電壓下的電流比I(V1)/I(V2)，其中I(V1)＞I(V2))。特殊情況下V2=0。如本發(fā)明的這些例子所表明的，對(duì)于V2接近0V來(lái)說(shuō)，開關(guān)比I(V1)/I(V2)可高于1010。
圖1所示的MSM器件(10)可用作電開關(guān)，以便開關(guān)與該開關(guān)串聯(lián)的傳感器件，形成電壓開關(guān)傳感器單元。圖2A和2B示出了傳感器單元20的兩種幾何結(jié)構(gòu)。該單元20包括基片26、由電極25和23及探測(cè)單元24構(gòu)成的傳感器。電極21和23及半導(dǎo)體層22提供開關(guān)作用。圖2C示出了它們的等效電路。由于探測(cè)層的導(dǎo)電率或電位(或時(shí)間導(dǎo)數(shù)或積分)設(shè)計(jì)成響應(yīng)于外部物理?xiàng)l件(例如溫度或磁場(chǎng))改變，這種探測(cè)電路可用作正偏時(shí)開，在零偏壓和反偏時(shí)關(guān)的探測(cè)單元。
通過(guò)選擇探測(cè)層，可以探測(cè)許多物理效應(yīng)。例如，探測(cè)層的電阻率可響應(yīng)于溫度、磁場(chǎng)(磁阻或霍爾效應(yīng))、入射光強(qiáng)、入射微波輻射強(qiáng)度或響應(yīng)于X射線或其它高能通量(光導(dǎo)效應(yīng))等的改變而改變?；蛘?，外部環(huán)境改變，會(huì)在探測(cè)層產(chǎn)生內(nèi)建電位，該電位進(jìn)而導(dǎo)致圖2C所示的電路單元中正向電流改變。例子包括壓電效應(yīng)(響應(yīng)于壓力改變電壓改變)、熱電效應(yīng)(響應(yīng)于溫度改變電壓改變)、光伏效應(yīng)(響應(yīng)于入射光強(qiáng)度改變電壓改變)等。圖2所示探測(cè)單元(24)可用于另一種探測(cè)應(yīng)用，其中電流的導(dǎo)數(shù)和積分響應(yīng)于外部環(huán)境的改變而改變。如例7所示，圖1所示的MSM微開關(guān)還具有與器件的dI/dV、積分I(V)、時(shí)間導(dǎo)數(shù)和積分有關(guān)的開關(guān)特性。
在傳感器(20)用于光波或無(wú)線電波探測(cè)時(shí)，電極(25，21)中的一個(gè)應(yīng)對(duì)入射電磁波透明或半透明。在波從基片側(cè)入射時(shí)，還需要基片對(duì)入射波透明或半透明。
可以由電壓開關(guān)探測(cè)單元構(gòu)成列-行可尋址的兩維(2D)無(wú)源傳感器矩陣，如圖2所示。圖3示出了兩個(gè)矩陣結(jié)構(gòu)。圖4示出了它們的等效電路(8行，14列)。在這種傳感器矩陣中，電極(31，35)一般構(gòu)圖成彼此垂直的行和列。在圖3A所示的情況下，首先在基片(36)上淀積并構(gòu)圖列電極(31)的陣列。然后，淀積或澆鑄探測(cè)層(32)。在兩像素間探測(cè)層的橫向傳導(dǎo)相當(dāng)?shù)蜁r(shí)，該層不必構(gòu)圖。然后，淀積金屬層或摻雜的半導(dǎo)體層(33)(并構(gòu)圖，如果需要)，(33)用作每個(gè)傳感器的第二電極，并且用作與開關(guān)二極管的接觸電極。特別要注意的是，具有合適功函數(shù)的導(dǎo)電聚合物和其它摻雜半導(dǎo)體也可用作層33。在構(gòu)成層33的材料的橫向電阻足夠高時(shí)，相鄰像素間的串?dāng)_可忽略。這種情況下，33不必構(gòu)圖。這種簡(jiǎn)化對(duì)制造成本和可靠性非常有利。然后淀積開關(guān)層(34)。最后，在探測(cè)層的上部制造列電極(35)的陣列，完成列-行可尋址傳感器陣列。
在構(gòu)成半導(dǎo)體層(32，34)的材料的橫向電阻足夠高時(shí)，不必對(duì)半導(dǎo)體層(32，34)進(jìn)行構(gòu)圖。于是，傳感器矩陣可以使用連續(xù)的片材。行和列電極的每個(gè)交叉點(diǎn)限定一個(gè)具有類似于圖1或圖2所示器件結(jié)構(gòu)的探測(cè)單元(像素)。行和列電極還用作微開關(guān)和探測(cè)器件的接觸電極。電極33可以是單層或雙層，以滿足開關(guān)層32和探測(cè)層34的接觸需要。在33用高導(dǎo)電金屬時(shí)，該層需要構(gòu)圖成隔離像素，如圖3所示。然而，可以以密度低于滲流閾的晶粒形式把薄金屬層制備成電極33，橫向電阻足夠大，以便電極33不必構(gòu)圖。如例11所示，這種薄且不連續(xù)的金屬膜仍具有開關(guān)器件所需要的功函數(shù)。
在電極33使用具有較高橫向電阻率的摻雜半導(dǎo)體層時(shí)，某些應(yīng)用可以避免對(duì)電極33的構(gòu)圖，可以使用薄的連續(xù)敷層。每個(gè)像素的有源區(qū)由行和列電極(31，35)的寬度或電極33的構(gòu)圖尺寸限定，所說(shuō)尺寸較小。
該器件結(jié)構(gòu)可以反過(guò)來(lái)，以便開關(guān)層更靠近基片，如圖3B所示。優(yōu)先取決于工藝簡(jiǎn)化性或所制造的傳感器的類型。例如，對(duì)于探測(cè)器件像素附近的機(jī)械壓力的壓力傳感器來(lái)說(shuō)，由于探測(cè)層更靠近自由表面，所以圖3B是較好的選擇。對(duì)于使用無(wú)機(jī)半導(dǎo)體層(例如，Ge)進(jìn)行IR探測(cè)的IR傳感器來(lái)說(shuō)，由于可以利用常規(guī)光刻技術(shù)在IR探測(cè)層(Ge)上構(gòu)圖金屬層(33)，所以較好是圖3A所示的結(jié)構(gòu)。
共用電極33具有開關(guān)二極管所需要的功函數(shù)。由于高電阻率聚合物(例如PANI)和摻雜無(wú)機(jī)半導(dǎo)體可以提供這種函數(shù)，所以這些材料可用作探測(cè)層和開關(guān)層間的共用電極。在某些應(yīng)用中，也可以避免共用電極層的構(gòu)圖。
這些基于微開關(guān)的無(wú)源傳感器矩陣可利用與為發(fā)光二極管矩陣開發(fā)的方案類似的方案工作和尋址。一種實(shí)際的驅(qū)動(dòng)方案是在所選的行和列電極(例如在圖4中的行電極2和列電極B間)加正偏，其余電極浮置。這一般利用與行和列電極相連的模擬多路復(fù)用器實(shí)現(xiàn)。那么，在所加正偏大于導(dǎo)通電壓時(shí)，兩電極交叉處的像素導(dǎo)通。由于從2到B看起來(lái)在并聯(lián)路徑(除交叉處的路徑外)中總是存在反偏的二極管，所以來(lái)自并聯(lián)路徑的漏電流可以忽略。所以選擇像素2B。所以，連接2B的外部測(cè)試回路中測(cè)試的電流或其積分(電荷)或?qū)?shù)對(duì)像素2B附近的物理?xiàng)l件敏感。整個(gè)傳感器的圖像可通過(guò)按時(shí)間順序選擇陣列中的每個(gè)像素電記錄。
通過(guò)把行和列電極連接到僅提供兩種可能電壓態(tài)“高”和“低”的數(shù)字門，從而實(shí)現(xiàn)另一種驅(qū)動(dòng)方案。這經(jīng)常通過(guò)數(shù)字譯碼電路或數(shù)字移位寄存器完成。在該驅(qū)動(dòng)方案中，每個(gè)探測(cè)像素存在三種偏置態(tài)V+、0伏和V-。例如，如果在某一時(shí)間，行2選擇低，列B選擇高，像素2B處于正偏，并被選擇。通過(guò)在除B外的所有列上加與行2相同的電位，行2中的其余像素可以有效地截止。于是這些像素處于零偏。通過(guò)在除2外的所有行上加與列B相同的電位，列B中的其余像素也可以有效地截止。以此方式，除2B外的所有像素都將處于零偏或反偏，因此對(duì)外部電路中的電流沒有貢獻(xiàn)。關(guān)于處于零偏下的像素，可以得到比整流比I(Von)/I(-Von)所給出的更大的開關(guān)比I(Von)/I(0V)。
另一驅(qū)動(dòng)方案是通過(guò)將所有行(或列)電極固定在用于讀出的給定電位(例如在0V)實(shí)現(xiàn)的(例如，與電流-電壓轉(zhuǎn)換器或電流積分器連接的)。在加于行(列)電極上的相同電位和對(duì)應(yīng)于Von的電位間一個(gè)一個(gè)地掃描列(或行)電極。這種操作可利用數(shù)字移位寄存器或數(shù)字譯碼器實(shí)現(xiàn)。在該驅(qū)動(dòng)方案中，在給定時(shí)間列(行)接通，其余列(行)處于零偏置。于是，連接到截止的列(行)的微開關(guān)關(guān)閉。如這些例子所示，電流開關(guān)比I(Von)/I(0V)可以在109倍之上，優(yōu)于整流比I(Von)/I(-Von)。由于以列(行)-列(行)讀出數(shù)據(jù)，所以讀取整個(gè)矩陣所需要的時(shí)間比點(diǎn)掃描方案更快。
列和行的選擇有兩種一般方法。一種是所謂的移位寄存，其中像素按時(shí)間順序被逐線掃描。這種尋址方法已廣泛應(yīng)用于由無(wú)源發(fā)光二極管構(gòu)成的發(fā)光顯示器和CCD攝像機(jī)中。另一尋址方案是所謂的“隨機(jī)尋址”，其中行和列電極被編碼，并可由二進(jìn)制譯碼電路選擇。該尋址方案已廣泛用于計(jì)算機(jī)工業(yè)中的存儲(chǔ)器芯片。由于這種掃描方案具有更快的楨時(shí)間的探測(cè)區(qū)的選擇性，增強(qiáng)了人們對(duì)該方案的興趣。兩種尋址方案可有用于圖3和4所示的微開關(guān)板及集成傳感器矩陣的尋址。
本發(fā)明中公開的開關(guān)矩陣不僅可用于傳感器應(yīng)用(拾取來(lái)自每個(gè)像素位置的信號(hào))，而且可用于將電信號(hào)(電流、電荷、電壓和它們的偏差)，輸送到每個(gè)像素位置。這種微開關(guān)可與具有電存儲(chǔ)特性的介質(zhì)層協(xié)同工作，可以構(gòu)成可讀和可寫存儲(chǔ)器件。引入帶有具有電光特性的薄膜的這種開關(guān)，可以制造用于電-光開關(guān)的器件。
例子下面將結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步驟介紹本發(fā)明。這些例子表示實(shí)施發(fā)明的方法，但并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求書的限定。
例1按圖1所示結(jié)構(gòu)制造MSM器件。該例中所用的陽(yáng)極(11)是功函數(shù)接近4.8eV、表面電阻率為約20Ω/方塊的摻氧化錫的銦(ITO)層，7密耳的聚酯薄膜用作該器件的基片(14)。在室溫下在ITO電極上旋涂MEH-PPV薄層(約1500埃)。關(guān)于MEH-PPV合成和工藝的詳細(xì)情況可以在以下文獻(xiàn)中找到(F.Wull，P.M.Allemand G.Srdanov，Z.Ni和D.McBranch，in Materials for Nonlinear OpticsChemical Perspectives，Ed.S.R.Marder、J.E.Sohn和G.D.Stucky(American Chemical；Society，Washington，DC.1991)p683)。然后，熱蒸發(fā)Ca薄層(500-5000埃)，作為陰極(Ca一般被保護(hù)層Al過(guò)覆蓋)。每個(gè)器件的有源區(qū)為0.1cm2。
圖5A示出了作為偏置電壓函數(shù)的器件電流。正偏定義為加于ITO接觸上的正電壓。正偏下的I-V特性可分成三個(gè)區(qū)。低于1.3V時(shí)探測(cè)到非常小的電流(例如，1V時(shí)為約0.4nA/cm2)，在1.3-2V的范圍內(nèi)，正向電流隨偏置電壓按指數(shù)規(guī)律增大大約5個(gè)數(shù)量級(jí)。在V＞2V時(shí)，正向電流的增大速度減小，高偏置區(qū)的正向電流以隧穿和限制的空間電荷輸運(yùn)為主(D.Braun和A.J.Heeger，Appl.Phys.Lett.，58，1982(1991)；I.D.Parker，J.Appl.Phys.，75，1656(1994))。
反偏時(shí)，對(duì)于幾伏的電壓來(lái)說(shuō)，保持的電流幾乎恒定在10-11A/cm2。該器件的整流比Rr繪制在圖5B中。3V時(shí)約為4×106。
也可以用P3HT、Alq3、PPV和C60作為半導(dǎo)電層制造MSM器件。可以觀察到類似的器件性能。
還可以按4.0cm×6.4cm的尺寸制造與圖1類似的MSM器件?？梢杂^察到類似的器件性能。
該實(shí)例表明，電微開關(guān)可以按薄膜MSM結(jié)構(gòu)構(gòu)成?？梢酝ㄟ^(guò)加正偏(陽(yáng)極上有較高電位)，將這些兩端無(wú)源器件開關(guān)到導(dǎo)電態(tài)(“ON”態(tài))，可以通過(guò)加反偏或零偏置將這些器件開關(guān)到非導(dǎo)通態(tài)(“OFF”態(tài))。表現(xiàn)為在3V具有高于106的整流比。I(5V)/I(0V)下的ON/OFF開關(guān)比較高，達(dá)到約109(見圖5A)。
該實(shí)例還表明，可用有機(jī)半導(dǎo)體，利用適于在大面積上制造陣列的低成本工藝(例如澆鑄、噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷或熱蒸發(fā))，在室溫下制造微開關(guān)。
另外，該實(shí)例的微開關(guān)制造于柔性聚酯薄膜基片上，并以柔性形式制造。該機(jī)械柔性與由TFT(高溫制造工藝妨礙了柔性基片的使用)構(gòu)成的市售有源開關(guān)屏板相比是獨(dú)特的。
例2用Au作陽(yáng)極，Al作陰極，重復(fù)例1的實(shí)驗(yàn)。與圖像傳感器應(yīng)用的微開關(guān)矩陣中像素的尺寸相比，該器件尺寸減小到約0.0004cm2。I-V特性和整流比示于圖6A和6B。整流比及5V和0V下的ON/OFF比分別為約5×105和＞107。
用包括Sm、Y、Pr、MgAg、MgAl、Li、Ba、Ag、Cu、In、Hf等的不同金屬陰極制造類似的器件。每種情況下，都可以觀察到類似的開關(guān)效應(yīng)。
制造帶有插在半導(dǎo)電層和陰極層間的薄緩沖層的類似器件。緩沖層的例子包括例如LiF、BaO、BaF2、Li2O等無(wú)機(jī)化合物。也可以用有機(jī)分子作緩沖層。例子有OCA及其衍生物。每種情況下都可以觀察到類似的開關(guān)效應(yīng)。
也可以用有機(jī)分子作緩沖層。例子包括例如具有普通結(jié)構(gòu)的硫酸醚等陰離子表面活性劑。
R(OCH2CH2)nOSO3-M+其中R表示烷基alkyllaryl，M+表示質(zhì)子、金屬或銨平衡離子，n是環(huán)氧乙烷的摩爾數(shù)，一般n=2-40。
在包括這些有機(jī)分子的緩沖層設(shè)置于Al陰極和半導(dǎo)電的MEH-PPV之間時(shí)，可以改善器件的性能。
可以制造具有包括Au、Cr、Ag、Pt等不同金屬陽(yáng)極的類似器件。也可以用導(dǎo)電聚合物(例如PANI-CSA、PEDOT-PSS)作為陽(yáng)極材料。每種情況下，都可以觀察到類似的性能。在按Au/MEH-PPV/Ca/Al結(jié)構(gòu)制造微開關(guān)時(shí)，在脈沖操作下可以得到200A/cm2的正向電流。比較該值與約零偏置下的器件電流10-9mA/cm2，證明開關(guān)比＞1011。
該實(shí)例表明，可以選擇功函數(shù)范圍很寬的金屬作為陽(yáng)極和陰極材料。該實(shí)例還表明，可以用穩(wěn)定金屬(例如Au、Ag、Al)和導(dǎo)電聚合物作微開關(guān)的電極材料。該實(shí)例還表明，可以在半導(dǎo)體層和陰極層間插入緩沖層。
例3用ITO作陽(yáng)極，用Al作陰極，重復(fù)例1的實(shí)驗(yàn)。MEH-PPVPCBM混合膜(1∶1重量比)用作半導(dǎo)電層12，該層由二甲苯中的溶液(濃度為0.5Wt％)自旋澆鑄而成。PCBM是分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)類似于C60(buckyball形的C分子形式)的富勒烯分子。關(guān)于該合成和其特性的詳細(xì)情況記載于以下文獻(xiàn)(J.C.Hummelen.B.W.Knight，F(xiàn).Lepec和F.Wud，J.Org.Chem.60，532(1995))。I-V特性和整流比繪制于圖7A和7B中。對(duì)于1.5V以上的偏置來(lái)說(shuō)，整流比大于4×105，在2V和0V下工作時(shí)的ON/OFF比＞3×107。
從ITO/MEH-PPV/C60/Al可以觀察到類似的結(jié)果。半導(dǎo)電層為雙分子層結(jié)構(gòu)的ITO/IPB/Alq3/Al器件使人想起了無(wú)機(jī)器件中所謂的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。
該實(shí)例表明，微開關(guān)中的半導(dǎo)電層12可以是混合物、復(fù)合物、雙層或多層結(jié)構(gòu)。該實(shí)例還表明，由于MEH-PPV和PCBM間的電荷輸運(yùn)效應(yīng)，顯著減小了正偏電流導(dǎo)通電壓，因而得到了較低偏置下的高整流比。
例4用Ag作陽(yáng)極，Ca作陰極，重復(fù)例1的實(shí)驗(yàn)。該器件尺寸為約0.0014cm2，微開關(guān)矩陣的像素為0.35mm×0.4mm。PANI-PAAMSA層(300埃)插在Ag和MEH-PPV層間作緩沖層。I-V特性和整流比繪制于圖8A和8B。6V下的整流比高于106。6V和0V下的ON/OFF比高于2×108。PANI層還可以減少電短路，從而顯著提高制造成品率，并提高器件工作壽命。
用厚度在10-3000埃間變化的緩沖層重復(fù)該實(shí)驗(yàn)?？梢杂^察到類似的器件性能。
用由具有不同電阻率(從102S/cm-10-6S/cm)的PANI構(gòu)成的緩沖層重復(fù)該實(shí)驗(yàn)。電阻率的改變通過(guò)選擇不同的平衡離子(例如CSA、PAAMPSA)或混合導(dǎo)電PANI與電惰性的主體聚合物(例如PMMA)實(shí)現(xiàn)。可以觀察到類似的器件性能。
該實(shí)例表明，可以在S-M界面插入緩沖層，以改善器件性能(例如減少器件短路，增強(qiáng)器件穩(wěn)定性)。緩沖層還可以用于改變M-S界面，從而改善器件的I-V特性。該實(shí)例的電流導(dǎo)通由PANI的功函數(shù)(約5eV)而非Ag金屬層(約4.3eV)決定。該實(shí)例還表明，緩沖層的電阻率可以在很寬的范圍內(nèi)改變。
例5制造ITO/PANI-PAAMPSA/Au形式的器件。在兩種偏置方向均觀察到線性I-V特性。觀察到ITO/PNAI-PAAMPSA和金屬/PANI-PAAMPSA界面都為歐姆接觸。
該實(shí)例及例4都表明，可用大電阻PANI層作共用電極23和33(見圖2和圖3)，以便用它們作微開關(guān)的陽(yáng)極和與傳感器24和34的歐姆接觸。
例6用ITO作陽(yáng)極，用Al作陰極，重復(fù)例1的實(shí)驗(yàn)。用非晶硅膜作半導(dǎo)電層。非晶硅膜通過(guò)化學(xué)汽相淀積制備，為p型/未摻雜/n型三層結(jié)構(gòu)。摻雜通過(guò)離子注入實(shí)現(xiàn)。I-V特性和整流比繪制在圖9A和9B中。2V下的整流比約為3×105，2V和約0V下的ON/OFF比＞5×106。
該實(shí)例表明，也可用無(wú)機(jī)半導(dǎo)體膜作本發(fā)明微開關(guān)的半導(dǎo)電層12、22、32。
例7類似于例1所示的微開關(guān)制造微開關(guān)。測(cè)量作為偏置電壓函數(shù)的器件微分電流dI/dV；數(shù)據(jù)示于圖10A中。測(cè)量作為偏置電壓函數(shù)的器件電導(dǎo)G(=I/V)，數(shù)據(jù)示于圖10B。測(cè)量作為偏置電壓函數(shù)的積分電流Int_IdV，結(jié)果示于圖10C。對(duì)于所有量都觀察到類似于I-V(見圖5A)的開關(guān)特性。
還測(cè)試器件電流I的時(shí)間導(dǎo)數(shù)和積分，觀察到與器件電流I(見圖5A)相同的開關(guān)特性。
該實(shí)例表明，微開關(guān)10不僅可用于開關(guān)器件電流I，還可用于開關(guān)與電流有關(guān)(例如，電流的各種導(dǎo)數(shù)和積分)的其它物理參數(shù)。
例8按圖1所示結(jié)構(gòu)制造ITO/MEH-PPV/Ca微開關(guān)。MEH-PPV厚度為約2000埃。測(cè)量3V下作為環(huán)境溫度的函數(shù)的器件電流，數(shù)據(jù)繪制于圖11中，圖11示出了電流具有以下關(guān)系，exp(-T0/T)，T0約為0.34eV。
按與圖3所示類似的10×10列-行可尋址矩陣形式制造相同結(jié)構(gòu)的微開關(guān)，但沒有層33和34。像素區(qū)為0.35mm×0.4mm，間距大小為0.625×0.626mm2。按照優(yōu)選實(shí)施例介紹部分中介紹的第一驅(qū)動(dòng)方案，用0-3.0V的電脈沖掃描該矩陣。在像素(5，5)上部設(shè)置點(diǎn)熱源，在10×10個(gè)溫度傳感器上部產(chǎn)生溫度分布。圖12示出了器件電流分布及其相應(yīng)的表面溫度分布。
該實(shí)例表明，由合適厚度的半導(dǎo)電膜構(gòu)成的微開關(guān)10可用作溫度傳感器。微開關(guān)的正向電流隨溫度改變。由這種微開關(guān)制造的列-行可尋址矩陣可用作溫度傳感器，用以反映器件表面上溫度分布。
例9按圖2A所示的結(jié)構(gòu)制造電壓開關(guān)紅外傳感器單元。該器件制造于玻璃基片上，具有按以下順序的膜ITO/MEH-PPV/Ca/Au/InSb/Au。半透明的Au(200埃)用作電極25，允許紅外IR輻射穿過(guò)并到達(dá)IR探測(cè)層。雙層金屬(Ca/Au)用作共用電極23。
除其良好的整流I-V特性外，ITO/MEH-PPV/Ca器件也是良好的紅-橙色發(fā)光器件。由于在很寬的范圍其發(fā)光強(qiáng)度正比于穿過(guò)器件的正向電流，所以該例中的集成器件可用作紅外探測(cè)儀。輸出的橙光強(qiáng)度反映了紅外輻射的強(qiáng)度。
該實(shí)例表明，可以通過(guò)集成微開關(guān)和薄膜IR傳感器構(gòu)成電壓開關(guān)IR傳感器。在集成傳感器正偏時(shí)，器件導(dǎo)通，具有高光敏性。零偏和反偏下的同一器件對(duì)IR輻射沒有響應(yīng)。該開關(guān)特性使得器件成為x-y可尋址無(wú)源IR傳感器矩陣結(jié)構(gòu)中的理想元件。在可見光發(fā)光二極管用作微開關(guān)時(shí)，該集成器件(矩陣)用作IR探測(cè)器。
該實(shí)例還表明，用其它材料替代探測(cè)層，可以構(gòu)成對(duì)其它波長(zhǎng)的電磁波譜(例如UV、X射線、遠(yuǎn)紅外、微波和無(wú)線電波)敏感的傳感器和傳感器矩陣。還可以利用該一般原理制造對(duì)磁場(chǎng)、機(jī)械壓力和聲波敏感的傳感器。
例10按圖2A所示的結(jié)構(gòu)制造電壓開關(guān)X射線傳感器單元。該器件制造于玻璃基片上，具有按以下順序的膜ITO/MEH-PPV/Ca/Al/Se/Al。硒可用作X射線探測(cè)層，Physics Today，1997年11月公開了其X射線輻射下的電特性。薄Al層(500埃)用作電極25，該層對(duì)X射線輻射透明。Al(2微米)用作共用電極23。
X射線輻射使由硒構(gòu)成的探測(cè)層24的電流增大(遵從線性關(guān)系)。于是Al/Se/Al器件的像素電阻降為103-108Ω/cm2(取決于輻射強(qiáng)度)，該電阻遠(yuǎn)大于由ITO/MRH-PPV/Al構(gòu)成的微開關(guān)的一般＜1KΩ/cm2的正向電阻，但遠(yuǎn)小于零偏或反偏下的開關(guān)電阻。于是，集成X射線傳感器單元(ITO/MEH-PPV/Al/Se/Al)的正向電流反映X射線的強(qiáng)度，該集成器件的開關(guān)特性允許其用于制造如本發(fā)明所述的x-y可尋址X射線探測(cè)矩陣。
該實(shí)例表明，可以通過(guò)集成微開關(guān)和薄膜X射線傳感器構(gòu)成電壓開關(guān)X射線傳感器。在集成傳感器單元(像素)正偏時(shí)，像素導(dǎo)通，電流強(qiáng)度正比于X射線輻射的強(qiáng)度。零偏和反偏下的同一器件對(duì)X射線輻射沒有響應(yīng)。該開關(guān)特性使得這種集成器件成為構(gòu)成x-y可尋址無(wú)源X射線傳感器矩陣的理想像素單元。在可見光發(fā)光二極管用作微開關(guān)時(shí)(例如，用Ca/Al雙層電極代替Al電極23)，該例中所示的集成器件(或這種集成器件的矩陣)形成X射線探測(cè)儀，X射線強(qiáng)度可由微開關(guān)的可見電致發(fā)光強(qiáng)度反映。
該實(shí)例及實(shí)例9還表明，通過(guò)設(shè)置其導(dǎo)電性或其變化隨環(huán)境條件改變的探測(cè)層，可以構(gòu)成對(duì)某一范圍的電磁波例如UV、X射線、遠(yuǎn)紅外、微波和射頻波敏感的各種傳感器器件(例如輻射傳感器)。還可以利用該一般原理制造對(duì)磁場(chǎng)、機(jī)械壓力和聲波敏感的傳感器。
例11在玻璃基片上制造Au/MEH-PPV/Ca/Al形式的微開關(guān)。Ca層的厚度在1nm-1000nm內(nèi)變化。測(cè)量玻璃基片上的裸Ca膜的橫向電阻(電阻平行于基片表面)，顯示出Ca膜形成厚小于約10nm的不連續(xù)顆粒(具體閾值與基片的表面粗糙度有關(guān))。Ca厚度小于10nm的微開關(guān)的I-V特性類似于Ca膜厚度大于10nm的微開關(guān)，該性能由Ca而不是Al的功函數(shù)決定。
該實(shí)例表明，橫向不連續(xù)晶粒形式的薄金屬層可用作電極材料，以限定微開關(guān)的I-V特性。這種金屬層提供了一種新穎薄膜，該膜在垂直方向具有高導(dǎo)電率，在橫向絕緣。它們適用于制造不構(gòu)圖的接觸層23、33(傳感器和微開關(guān)的共用電極)。
權(quán)利要求
1.一種微開關(guān)陣列，包括多個(gè)電微開關(guān)，多個(gè)微開關(guān)的每個(gè)部件的形式是第一電極/半導(dǎo)體/第二電極層，半導(dǎo)體層是陣列的各部件共享的整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的微開關(guān)陣列，其中多個(gè)微開關(guān)按x-y可尋址陣列構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的微開關(guān)陣列，其中半導(dǎo)體是無(wú)機(jī)半導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的微開關(guān)陣列，其中半導(dǎo)體是有機(jī)半導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的微開關(guān)陣列，其中半導(dǎo)體是有機(jī)半導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的微開關(guān)陣列，其中有機(jī)半導(dǎo)體選自共軛有機(jī)半導(dǎo)電聚合物、共軛有機(jī)半導(dǎo)電共混聚合物、半導(dǎo)電有機(jī)分子、半導(dǎo)電有機(jī)金屬分子、分子混合物或半導(dǎo)電有機(jī)分子及這些材料的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的微開關(guān)陣列，其中各電極中的至少一個(gè)是金屬電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的微開關(guān)陣列，其中各電極中的至少一個(gè)包括導(dǎo)電有機(jī)聚合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的微開關(guān)陣列，其中各電極中的至少一個(gè)包括與半導(dǎo)體層相鄰的緩沖層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的微開關(guān)陣列，其中各電極中的至少一個(gè)是透明的。
11.一種三維微開關(guān)陣列，包括多個(gè)權(quán)利要求1的陣列的疊層。
12.一種三維微開關(guān)陣列，包括多個(gè)權(quán)利要求2的陣列的疊層。
13.一種多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，包括權(quán)利要求1的微開關(guān)陣列，陣列的各單元與多個(gè)傳感器單元的各部件串聯(lián)，所說(shuō)傳感器單元響應(yīng)于所探測(cè)的激勵(lì)產(chǎn)生電信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中傳感器是薄層傳感器，它們自身為第一探測(cè)電極/探測(cè)半導(dǎo)體/第二探測(cè)電極層的形式。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中探測(cè)半導(dǎo)體是有機(jī)半導(dǎo)體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中微開關(guān)和傳感器共享一個(gè)共用電極。
17.一種多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，包括權(quán)利要求5的微開關(guān)陣列，陣列的各單元與多個(gè)傳感器單元的各部件串聯(lián)，所說(shuō)傳感器單元響應(yīng)于所探測(cè)的激勵(lì)產(chǎn)生電信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中傳感器是薄層傳感器，它們自身為第一探測(cè)電極/探測(cè)半導(dǎo)體/第二探測(cè)電極層的形式。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中探測(cè)半導(dǎo)體是有機(jī)半導(dǎo)體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中微開關(guān)和傳感器共享一個(gè)共用電極。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，另外包括支撐基片。
22.根據(jù)權(quán)利要求15的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中傳感器對(duì)光敏感。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中第二探測(cè)電極對(duì)要探測(cè)的光是透明的。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中所說(shuō)光包括可見光。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中所說(shuō)光包括紫外光。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中所說(shuō)光包括紅外光。
27.根據(jù)權(quán)利要求15的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中所說(shuō)傳感器對(duì)X射線敏感。
28.根據(jù)權(quán)利要求15的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中所說(shuō)傳感器探測(cè)選自電子、β粒子和γ射線輻射的高能電離粒子。
29.根據(jù)權(quán)利要求15的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中所說(shuō)傳感器對(duì)表面壓力敏感。
30.根據(jù)權(quán)利要求15的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，其中所說(shuō)傳感器對(duì)表面溫度敏感。
31.根據(jù)權(quán)利要求13的多單元電壓開關(guān)傳感器陣列，按兩維x-y可尋址形式構(gòu)成。
32.一種驅(qū)動(dòng)多單元電壓開關(guān)傳感器陣列中各部件的方法，所述傳感器陣列包括具有多個(gè)陣列單元的微開關(guān)陣列，它們與多個(gè)傳感器單元的各部件和偏置電壓源串聯(lián)，所述微開關(guān)陣列包括多個(gè)電微開關(guān)，多個(gè)微開關(guān)的每個(gè)部件的形式是第一電極/半導(dǎo)體/第二電極層，半導(dǎo)體層是陣列的各部件共享的整體，多個(gè)微開關(guān)由構(gòu)成為x-y可尋址陣列的第一電極行和第二電極列限定，每個(gè)微開關(guān)的x-y可尋址位置由限定該x坐標(biāo)的特定第一電極和限定該y坐標(biāo)的特定第二電極唯一決定，及所說(shuō)傳感器單元響應(yīng)于要探測(cè)的激勵(lì)產(chǎn)生電信號(hào)，該方法包括在限定各部件的特定第一電極和特定第二電極上施加大于微開關(guān)導(dǎo)通電壓的正偏電壓，使其余第一電極和其余第二電極浮置，及讀取特定傳感器單元產(chǎn)生的電信號(hào)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中陣列的多個(gè)部件被順序驅(qū)動(dòng)。
34.一種驅(qū)動(dòng)多單元電壓開關(guān)傳感器陣列中各部件的方法，所述傳感器陣列包括具有多個(gè)陣列單元的微開關(guān)陣列，它們與多個(gè)傳感器單元的各部件和偏置電壓源串聯(lián)，所說(shuō)偏置電壓源能夠提供“高”偏置電壓態(tài)，0偏壓態(tài)和“低”偏置電壓態(tài)，所述微開關(guān)陣列包括多個(gè)電微開關(guān)，多個(gè)微開關(guān)的每個(gè)部件的形式是第一電極/半導(dǎo)體/第二電極層，半導(dǎo)體層是陣列的各部件共享的整體，多個(gè)微開關(guān)由構(gòu)成為x-y可尋址陣列的第一電極行和第二電極列限定，每個(gè)微開關(guān)的x-y可尋址位置由限定該x坐標(biāo)的特定第一電極和限定該y坐標(biāo)的特定第二電極唯一決定，及所說(shuō)傳感器單元響應(yīng)于要探測(cè)的激勵(lì)產(chǎn)生電信號(hào)，該方法包括在特定第一電極上加正偏，在限定各部件的特定第二電極上加負(fù)偏，從而超過(guò)所說(shuō)部件的導(dǎo)通電壓，在其余第一電極上加負(fù)偏，或在其余第二電極上加正偏，從而使其余多個(gè)單元處于截止態(tài)，讀取特定傳感器單元產(chǎn)生的電信號(hào)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中陣列的多個(gè)部件被順序驅(qū)動(dòng)。
36.一種驅(qū)動(dòng)多單元電壓開關(guān)傳感器陣列中各部件的方法，所述傳感器陣列包括具有多個(gè)陣列單元的微開關(guān)陣列，它們與多個(gè)傳感器單元的各部件和偏置電壓源串聯(lián)，所說(shuō)偏置電壓源能夠提供第一偏置電壓和第二偏置電壓，兩偏置電壓間的差超過(guò)微開關(guān)陣列各單元的導(dǎo)通電壓，所述微開關(guān)陣列包括多個(gè)電微開關(guān)，多個(gè)微開關(guān)的每個(gè)部件的形式是第一電極/半導(dǎo)體/第二電極層，半導(dǎo)體層是陣列的各部件共享的整體，多個(gè)微開關(guān)由構(gòu)成為x-y可尋址陣列的第一電極行和第二電極列限定，每個(gè)微開關(guān)的x-y可尋址位置由限定該x坐標(biāo)的特定第一電極和限定該y坐標(biāo)的特定第二電極唯一決定，及所說(shuō)傳感器單元響應(yīng)于要探測(cè)的激勵(lì)產(chǎn)生電信號(hào)，該方法包括在所有第一電極上加第一偏置電壓，在限定各單元的特定列的特定第二電極上加第二偏置電壓，從而導(dǎo)通單元的特定列，使其余多個(gè)單元處于截止態(tài)，讀取特定傳感器單元產(chǎn)生的電信號(hào)。
37.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中用數(shù)字移位寄存器或數(shù)字譯碼器進(jìn)行傳感器單元的特定列產(chǎn)生的電信號(hào)的讀取，以便產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于由該特定列中的傳感器單元組產(chǎn)生的電信號(hào)的一系列電信號(hào)。
38.根據(jù)權(quán)利要求13的多個(gè)傳感器陣列，疊置形成三維矩陣。
39.根據(jù)權(quán)利要求13的多個(gè)傳感器陣列，疊置形成具有多種探測(cè)功能的集成傳感器陣列。
40.一種制造權(quán)利要求6的陣列的方法，包括在傳感器單元陣列的上部布設(shè)電極-半導(dǎo)體-電極電微開關(guān)。
41.一種制造權(quán)利要求6的陣列的方法，包括在電極-半導(dǎo)體-電極電微開關(guān)上部布設(shè)傳感器單元陣列。
全文摘要
本發(fā)明一般涉及制造包括薄半導(dǎo)體膜的兩端電微開關(guān),利用這些微開關(guān)構(gòu)成列－行(x－y)可尋址微開關(guān)矩陣。這些微開關(guān)是兩端器件,電流和電位(或它們的導(dǎo)數(shù)或積分)通過(guò)這些器件根據(jù)外部偏置的大小或極性導(dǎo)通和截止。微開關(guān)按薄膜結(jié)構(gòu)由電極/半導(dǎo)體/電極形式的半導(dǎo)電薄膜構(gòu)成。列－行可尋址電微開關(guān)矩陣可以在大面積上制造,具有高像素密度。這種矩陣可與電特性響應(yīng)于外部物理?xiàng)l件(例如光輻射,溫度,壓力,磁場(chǎng)等)變化的探測(cè)層集成,從而形成各種探測(cè)矩陣。
文檔編號(hào)H01L51/30GK1295722SQ99804732
公開日2001年5月16日 申請(qǐng)日期1999年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月2日
發(fā)明者俞鋼, 曹鏞 申請(qǐng)人:優(yōu)尼愛克斯公司