[發(fā)明專利]用于穩(wěn)定、敏感性光檢測器的材料、制造設(shè)備與方法及由其制成的影像感應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980135898.0
• 申請日: 2009-07-20
• 公開（公告）號: CN102165572A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊戈?duì)枴た邓固苟 ひ寥f諾夫;愛德華·哈特利·薩金特;田輝
• 申請（專利權(quán)）人: 因維奇技術(shù)公司
• 主分類號: H01L21/34
• 分類號: H01L21/34
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 周文強(qiáng);李獻(xiàn)忠

相關(guān)申請

本申請是2008年4月18日提交的美國專利申請12/106,256的部分連續(xù)申請。

本申請要求2008年7月21日提交的美國專利61/082,473的權(quán)益。

本申請要求2009年2月23日提交的美國專利61/154,751的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總地涉及包含光敏材料(諸如納米晶體及其它光敏材料)的光學(xué)及電子裝置、系統(tǒng)及方法，及制造及使用所述裝置及系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)

光電裝置(諸如，影像感應(yīng)器及光伏裝置)可包含光敏材料。示例影像感應(yīng)器包含將硅用于感應(yīng)功能及讀取電子及多任務(wù)功能的裝置。在某些影像感應(yīng)器中，光敏硅光二極管及電子裝置可形成于一單硅晶圓上。其它示例影像感應(yīng)器可使用不同材料，諸如，InGaAs(用于短波IR感應(yīng))，或非晶硒(用于x-射線感應(yīng))，用于感應(yīng)(光子轉(zhuǎn)化成電子)功能。示例光伏裝置包含太陽能電池，其使用結(jié)晶硅晶圓來進(jìn)行光子-電子轉(zhuǎn)化。其它示例光伏裝置可使用一獨(dú)立的材料層(諸如，非晶硅或多晶硅)或不同材料來進(jìn)行光子-電子轉(zhuǎn)化。但是，已知這些影像感應(yīng)器及光伏裝置具有數(shù)種限制。

通過引用結(jié)合

本說明書中提及的每一專利、專利申請和/或公告通過引用其全文結(jié)合于本文中，如同每一專利、專利申請和/或公告被特別且個(gè)別指示通過引用結(jié)合的程度。

附圖說明

圖1顯示一實(shí)施例的材料堆棧物。

圖2顯示一實(shí)施例的在一像素一部分上的材料堆棧物的截面圖。

圖3顯示一實(shí)施例的在一像素上的材料堆棧物的截面圖。

具體實(shí)施方式

下面描述一種光敏裝置。所述裝置包含第一觸點(diǎn)及第二觸點(diǎn)，各自具有功函數(shù)，及位于所述第一觸點(diǎn)及所述第二觸點(diǎn)之間的光敏材料。所述光敏材料包含p-型半導(dǎo)體，且所述光敏材料具有功函數(shù)。所述裝置包含在所述第一觸點(diǎn)及所述第二觸點(diǎn)之間施加偏電壓的電路。所述光敏材料的功函數(shù)的大小比所述第一觸點(diǎn)的功函數(shù)的大小大至少0.4eV，且還比所述第二觸點(diǎn)的功函數(shù)的大小大至少0.4eV。所述光敏材料具有大于當(dāng)將所述偏電壓施加在所述第一觸點(diǎn)及所述第二觸點(diǎn)之間時(shí)從所述第一觸點(diǎn)至所述第二觸點(diǎn)的電子轉(zhuǎn)移時(shí)間的電子壽命。所述第一觸點(diǎn)提供電子注入且阻斷電洞的擷取。所述第一觸點(diǎn)與光敏材料間的界面提供少于1cm/s的表面重組速率。

下面描述一種光敏裝置。所述裝置包含第一觸點(diǎn)、n-型半導(dǎo)體、包含p-型半導(dǎo)體的光敏材料及第二觸點(diǎn)。所述光敏材料及第二觸點(diǎn)各自具有比4.5ev淺的功函數(shù)。所述裝置包含在所述第一觸點(diǎn)及所述第二觸點(diǎn)之間施加偏電壓的電路。所述光敏材料具有大于當(dāng)所述偏電壓施加在所述第一觸點(diǎn)及所述第二觸點(diǎn)之間時(shí)從所述第一觸點(diǎn)至所述第二觸點(diǎn)的電子轉(zhuǎn)移時(shí)間的電子壽命。所述第一觸點(diǎn)提供電子的注入及阻斷電洞的擷取。所述第一觸點(diǎn)與所述光敏材料間的界面提供少于1cm/s的表面重組速率。

下面描述一種光檢測器。所述光檢測器包含第一觸點(diǎn)及第二觸點(diǎn)，各自具有功函數(shù)。所述光檢測器包含位于所述第一觸點(diǎn)及第二觸點(diǎn)之間的光敏材料，所述光敏材料包含p-型半導(dǎo)體，且所述光敏材料具有功函數(shù)。所述光檢測器包含在所述第一觸點(diǎn)及所述第二觸點(diǎn)之間施加偏電壓的電路。所述光敏材料的功函數(shù)的大小比所述第一觸點(diǎn)的功函數(shù)的大小大至少0.4eV，且還比所述第二觸點(diǎn)的功函數(shù)的大小大至少0.4eV。所述光檢測器包含在所述第一觸點(diǎn)及所述第二觸點(diǎn)之間施加偏電壓的電路。當(dāng)所述偏壓施加在所述第一觸點(diǎn)及所述第二觸點(diǎn)之間時(shí)，所述光敏材料提供至少0.8A/W的響應(yīng)度。

以下描述中，引入許多具體細(xì)節(jié)以提供充分了解并能描述所述系統(tǒng)及方法的實(shí)施例。但是，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員會了解這些實(shí)施例可以無所述具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)或以其它組件、系統(tǒng)等而實(shí)施。其它情況下，已知結(jié)構(gòu)或操作未被顯示，或未被詳細(xì)描述，以避免混淆揭露實(shí)施例的各方面。

影像感應(yīng)器結(jié)合光檢測器陣列。這些光檢測器感應(yīng)光線，使其從光學(xué)信號轉(zhuǎn)化成電子信號。下面是多個(gè)特征的說明，其任一或組合可在實(shí)施例的光檢測器中發(fā)現(xiàn)；但是，本文中的實(shí)施例并非僅限于這些特征。

一實(shí)施例的光檢測器系可輕易地與和影像感應(yīng)功能有關(guān)的其它電路(諸如，貯存電荷的電路、延遲至陣列周邊的信號水平的電路、在模擬領(lǐng)域操作這些信號量的電路、將模擬轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號的電路，及數(shù)字領(lǐng)域中處理與影像有關(guān)的數(shù)據(jù)的電路)整合。