光敏装置的制作方法

技术特征：

1.一种光敏装置，其包括衬底和根据图案分布在衬底上的半导体纳米颗粒，其中衬底包括至少一个光敏感器，其中半导体纳米颗粒是紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器，并且其中光敏装置的每表面单位的半导体纳米颗粒密度大于5x10⁹个纳米颗粒/cm²。

2.根据权利要求1所述的光敏装置，其中半导体纳米颗粒沉积在衬底上，厚度小于10000nm且大于100nm，半导体纳米颗粒在光敏装置中的体积分数为10％至90％。

3.根据权利要求1或2所述的光敏装置，其中半导体纳米颗粒的最长尺寸小于1μm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光敏装置，其中半导体纳米颗粒是无机的，优选半导体纳米颗粒为包含式MxQyEzAw的材料的半导体纳米晶体，其中：M选自Zn、Cd、Hg、Cu、Ag、Au、Ni、Pd、Pt、Co、Fe、Ru、Os、Mn、Tc、Re、Cr、Mo、W、V、Nd、Ta、Ti、Zr、Hf、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Cs；Q选自Zn、Cd、Hg、Cu、Ag、Au、Ni、Pd、Pt、Co、Fe、Ru、Os、Mn、Tc、Re、Cr、Mo、W、V、Nd、Ta、Ti、Zr、Hf、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Cs；E选自O、S、Se、Te、C、N、P、As、Sb、F、Cl、Br、I；A选自O、S、Se、Te、C、N、P、As、Sb、F、Cl、Br、I；x、y、z和w独立地为0至5的有理数；x、y、z和w不同时等于0；x和y不同时等于0；z和w不同时等于0。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光敏装置，其中半导体纳米颗粒的最长尺寸大于25纳米。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光敏装置，其中半导体纳米颗粒以其最长尺寸基本沿预定方向排列而沉积。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的光敏装置，其中纳米颗粒的沉积厚度小于3000nm且大于200nm。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的光敏装置，其中半导体纳米颗粒的截止波长在近红外范围内。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的光敏装置，其中半导体纳米颗粒为复合纳米颗粒，所述复合纳米颗粒包括包封在基质中的吸收性半导体纳米颗粒，所述基质优选无机基质。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的光敏装置，其中图案是周期性的，所述图案的重复单元的最小尺寸小于100微米，且包括至少两个像素。

11.根据权利要求9所述的光敏装置，其中图案在二维上是周期性的，优选地，所述图案为矩形晶格或正方形晶格。

12.根据权利要求9或10所述的光敏装置，其中至少两个像素中的第一像素上的半导体纳米颗粒与至少两个像素中的第二像素上的半导体纳米颗粒不同。

13.一种用于制造光敏装置的方法，所述光敏装置包括衬底和根据图案分布在衬底上的半导体纳米颗粒，所述方法包括以下步骤：

i)提供驻极体膜；

ii)根据图案在驻极体膜上写入表面电势；

iii)使驻极体膜与作为在紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器的半导体纳米颗粒的胶体分散体接触小于15分钟的接触时间；和

iv)将膜转移至光敏感器片上，得到所述衬底；

其中光敏装置的每表面单位的半导体纳米颗粒密度大于5x10⁹个纳米颗粒/cm²。

14.一种用于制造光敏装置的方法，所述光敏装置包括衬底和根据图案分布在衬底上的半导体纳米颗粒，其中图案包括两个子图案，所述方法包括以下步骤：

i)提供驻极体膜；

ii)根据第一子图案在驻极体膜上写入表面电势；

iii)使驻极体膜与作为在紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器的半导体纳米颗粒的胶体分散体接触小于15分钟的接触时间；

iv)干燥驻极体膜和沉积在其上的半导体纳米颗粒，以形成中间体结构；

v)根据第二子图案在中间体结构上写入表面电势；

vi)使驻极体膜与作为在紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器的半导体纳米颗粒的胶体分散体接触小于15分钟的接触时间，所述半导体纳米颗粒不同于步骤iii)中使用的那些半导体纳米颗粒；和

vii)将膜转移至光敏感器片上，得到所述衬底；

其中光敏装置的每表面单位的半导体纳米颗粒密度大于5x10⁹个纳米颗粒/cm²。

15.一种用于制造光敏装置的方法，所述光敏装置包括衬底和根据图案分布在衬底上的半导体纳米颗粒，所述方法包括以下步骤：

i)提供膜；

ii)根据图案在膜上引起表面电势；

iii)使膜与作为在紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器的半导体纳米颗粒的胶体分散体接触小于15分钟的接触时间，同时保持表面电势；和

iv)将膜转移至光敏感器片上，得到所述衬底；

其中光敏装置的每表面单位的半导体纳米颗粒密度大于5x10⁹个纳米颗粒/cm²。

16.一种用于制造光敏装置的方法，所述光敏装置包括衬底和根据图案分布在衬底上的半导体纳米颗粒，其中图案包括两个子图案，所述方法包括以下步骤：

i)提供膜；

ii)根据第一子图案在膜上引起表面电势；

iii)使膜与作为在紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器的半导体纳米颗粒的胶体分散体接触小于15分钟的接触时间，同时保持表面电势；

iv)干燥膜和沉积在其上的半导体纳米颗粒，以形成中间体结构；

v)根据第二子图案在中间体结构上引起表面电势；

vi)使膜与作为在紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器的半导体纳米颗粒的胶体分散体接触小于15分钟的接触时间，同时保持表面电势，所述半导体纳米颗粒不同于步骤iii)中使用的那些半导体纳米颗粒；和

vii)将膜转移至光敏感器片上，得到所述衬底；

其中光敏装置的每表面单位的半导体纳米颗粒密度大于5x10⁹个纳米颗粒/cm²。

17.一种用于制造光敏装置的方法，所述光敏装置包括衬底和根据图案分布在衬底上的半导体纳米颗粒，所述方法包括以下步骤：

i)提供膜；

ii)根据图案将作为在紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器的半导体纳米颗粒的胶体分散体喷墨打印在膜上；和

iii)将膜转移至光敏感器片上，得到所述衬底；

其中光敏装置的每表面单位的半导体纳米颗粒密度大于5x10⁹个纳米颗粒/cm²。

18.一种用于制造光敏装置的方法，所述光敏装置包括衬底和根据图案分布在衬底上的半导体纳米颗粒，所述方法包括以下步骤：

i)提供包含至少一个光敏感器的衬底；和

ii)根据图案将作为在紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器的半导体纳米颗粒的胶体分散体喷墨打印在衬底上；

其中光敏装置的每表面单位的半导体纳米颗粒密度大于5x10⁹个纳米颗粒/cm²。

19.一种包括光敏装置的图像传感器，所述光敏装置包括衬底和根据图案分布在衬底上的半导体纳米颗粒，其中衬底包括至少一个光敏感器，其中半导体纳米颗粒是紫外光-可见光-近红外光范围内的高通滤光器，并且其中光敏装置的每表面单位的半导体纳米颗粒密度大于5x10⁹个纳米颗粒/cm²。

技术总结
本发明涉及一种光敏装置，其包含衬底和分布在衬底上的高通滤光器半导体纳米颗粒。

技术研发人员：米歇尔·达米科;亚历克西斯·孔茨曼;林雨朴;弗拉迪斯拉夫·瓦卡尔因;
受保护的技术使用者：奈科斯多特股份公司;
技术研发日：2020.07.31
技术公布日：2022.05.13