光电探测器的制备方法及光电探测器与流程

本发明涉及半导体的生产及制造的，具体涉及一种光电探测器的制备方法及光电探测器。

背景技术：

1、现有的光电探测器中，电子传输层(英文全称electron transport layer，简称etl)和空穴传输层(英文全称hole transporting layer，简称htl)与胶体量子点(英文全称colloidal quantum dot，简称cqd)形成有接触界面，即为耗尽区，能有效分离和收集光生载流子。etl和htl具有均匀性不足，膜层质量、界面化学键断裂等界面缺陷，etl和htl的界面缺陷可导致载流子损耗和光致界面恶化，尤其是使cqd薄膜与金属电极直接接触产生“分流复合”的不利影响，使开路电压和填充因子大量损失，从而使光电探测器难以达到更优的光电性。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种光电探测器的制备方法及光电探测器，能优化etl和htl的界面缺陷。

2、本申请提供一种光电探测器的制备方法，包括：在玻璃基底上选择性形成电子传输层和空穴传输层中的一者；在所述电子传输层和所述空穴传输层中的一者上形成第一量子点薄膜；在所述第一量子点薄膜上通过原子层沉积形成金属氧化物薄膜作为缓冲层；在所述缓冲层上选择性形成所述电子传输层和所述空穴传输层中的另一者。

3、在本申请的一种示例性实施例中，所述缓冲层是沿所述第一量子点薄膜延伸设置的金属氧化物薄膜，所述金属氧化物薄膜平铺于所述第一量子点薄膜上，所述金属氧化物薄膜具有均匀的厚度，所述金属氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化铪、氧化镁、氧化铌。

4、在本申请的一种示例性实施例中，所述在所述第一量子点薄膜上通过原子层沉积形成金属氧化物薄膜作为缓冲层的步骤，包括：将所述量子点薄膜与第一前驱体反应或吸附形成第一涂层，通过惰性气体清洗剩余的第一前驱体，所述第一涂层为所述量子点薄膜与所述第一前驱体的反应后的物质组成，或者所述第一涂层为吸附在所述量子点薄膜上的第一前驱体；将所述第一涂层与第二前驱体反应形成第二涂层，至少所述第一前驱体和所述第二前驱体中的一者含有金属阳离子，通过惰性气体清洗剩余的第二前驱体；将含有至少一个所述第二涂层的层叠结构作为缓冲层。

5、在本申请的一种示例性实施例中，所述第一前驱体包括铝、锆、铪、镁和铌中至少一种金属元素的挥发性金属有机物。

6、在本申请的一种示例性实施例中，所述第二前驱体包括水、硫化氢、甲醇、乙醇和氨气中的至少一者。

7、在本申请的一种示例性实施例中，在玻璃基底上选择性形成电子传输层和空穴传输层中的一者的步骤，包括在所述玻璃基底上形成电子传输层，所述在所述玻璃基底上形成电子传输层的步骤包括：在所述玻璃基底上旋涂含有金属氧化物的凝胶层，所述凝胶层的旋涂转速介于2000rmp与3500rmp之间，所述凝胶层的旋涂时间介于15s与40s之间；将旋涂的所述凝胶层进行退火处理形成电子传输层，所述凝胶层的退火时间介于20min与30min之间，所述凝胶层的退火温度介于180℃与300℃之间。

8、在本申请的一种示例性实施例中，所述在所述电子传输层和所述空穴传输层中的一者上形成第一量子点薄膜的步骤，包括：在所述电子传输层上旋涂第一量子点溶液，所述第一量子点溶液的浓度介于300mg/ml至500mg/ml之间，所述第一量子点溶液的旋涂转速介于2000rmp与3500rmp之间，所述第一量子点溶液的旋涂时间介于15s与40s之间；将旋涂的所述第一量子点溶液进行退火处理形成第一量子点薄膜，所述量子点溶液的退火时间介于5min与15min之间，所述量子点溶液的退火温度介于60℃与100℃之间。

9、在本申请的一种示例性实施例中，所述在所述缓冲层上形成所述电子传输层和所述空穴传输层中的另一者的步骤，包括在所述缓冲层上形成所述空穴传输层，所述在所述缓冲层上形成所述空穴传输层的步骤，包括：在所述缓冲层上旋涂第二量子点溶液形成第二量子点薄膜，所述第二量子点溶液的浓度介于50mg/ml和60mg/ml之间，所述第二量子点溶液的旋涂转速介于2000rmp与3500rmp之间，所述第二量子点溶液的旋涂时间介于15s与40s之间；在所述第二量子点薄膜上滴覆钝化剂并静止一段时间后，旋涂钝化剂，所述钝化剂静止的时间为5s-40s，所述钝化剂的旋涂转速介于2500rmp与4000rmp之间，所述钝化剂的旋涂时间介于15s与40s之间；在所述第二量子点薄膜旋涂清洗溶液进行清洗得到所述空穴传输层，所述清洗溶液的旋涂转速介于2500rmp与4000rmp之间，所述清洗溶液的旋涂时间介于15s与40s之间。

10、在本申请的一种示例性实施例中，所述制备方法还包括：在所述电子传输层和所述空穴传输层中的另一者上通过蒸镀形成电极，所述电极为金属电极，所述金属包括金、银和铝中的至少一者，所述金属电极的厚度介于80nm至120nm之间。

11、本申请还提供一种光电探测器，利用所述的方法制备得到，包括：电子传输层；空穴传输层，所述空穴传输层与所述电子传输层间隔设置；第一量子点薄膜，所述第一量子点薄膜设于所述电子传输层和空穴传输层之间；缓冲层，所述缓冲层配置为金属氧化物，所述缓冲层设于所述第一量子点薄膜与所述电子传输层之间，或者所述缓冲层设于所述第一量子点薄膜与所述空穴传输层之间。

12、本申请方案的一种光电探测器的制备方法及光电探测器，具有以下有益效果：在玻璃基底上选择性形成电子传输层和空穴传输层中的一者。在电子传输层和空穴传输层中的一者上形成第一量子点薄膜，即胶体量子点层(也即是cqd)。在第一量子点薄膜上通过原子层沉积形成金属氧化物薄膜作为缓冲层，由于原子层沉积技术具有独特的表面化学生长原理、亚纳米膜厚的精确控制性以及优异的三维共性沉积等特点，通过原子层沉积技术对缓冲层的厚度和均匀性进行有效控制，从而能够得到的预期厚度和高均匀性的金属氧化物薄膜(即缓冲层)。将缓冲层设在电子传输层和空穴传输层中的一者与第一量子薄膜之间，能够优化电子传输层或空穴传输层的界面缺陷，尤其是降低第一量子点薄膜与金属电极的直接接触而产生的“分流复合”的影响，减少开路电压和填充因子的损失，使光电探测器具有更优的光电性。

13、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

14、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种光电探测器的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述缓冲层是沿所述第一量子点薄膜延伸设置的金属氧化物薄膜，所述金属氧化物薄膜平铺于所述第一量子点薄膜上，所述金属氧化物薄膜具有均匀的厚度，所述金属氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化铪、氧化镁、氧化铌。

3.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述在所述第一量子点薄膜上通过原子层沉积形成金属氧化物薄膜作为缓冲层的步骤，包括：

4.根据权利要求3所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述第一前驱体包括铝、锆、铪、镁和铌中至少一种金属元素的挥发性金属有机物。

5.根据权利要求3所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述第二前驱体包括水、硫化氢、甲醇、乙醇和氨气中的至少一者。

6.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，在玻璃基底上选择性形成电子传输层和空穴传输层中的一者的步骤，包括在所述玻璃基底上形成电子传输层，所述在所述玻璃基底上形成电子传输层的步骤包括：

7.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述在所述电子传输层和所述空穴传输层中的一者上形成第一量子点薄膜的步骤，包括：

8.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述在所述缓冲层上形成所述电子传输层和所述空穴传输层中的另一者的步骤，包括在所述缓冲层上形成所述空穴传输层，所述在所述缓冲层上形成所述空穴传输层的步骤，包括：

9.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

10.一种光电探测器，利用如权利要求1至9任一项所述的方法制备得到，其特征在于，包括：

技术总结本发明涉及半导体的生产及制造的技术领域，具体涉及一种光电探测器的制备方法及光电探测器。在量子点薄膜上通过原子层沉积将金属氧化物沉积形成缓冲层，由于原子层沉积技术具有独特的表面化学生长原理、亚纳米膜厚的精确控制性以及优异的三维共性沉积等特点，通过原子层沉积技术对缓冲层的厚度和均匀性进行有效控制，从而能够得到的预期厚度和高均匀性的金属氧化物薄膜(即缓冲层)。由此，能够优化电子传输层或空穴传输层的界面缺陷，尤其是降低第一量子点薄膜与金属电极的直接接触而产生的“分流复合”的影响，减少开路电压和填充因子的损失，使光电探测器具有更优的光电性。技术研发人员：陈威,陈思敏,吴久凤,丛璟,徐琪玮受保护的技术使用者：觉芯电子（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1