[發明專利]基于鈣鈦礦的新型光電探測器及其制作方法

有效

• 申請號: 201810822069.0
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109037458B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 武青青;嚴亞杰;梁子騏;朱建軍;胡少堅
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司;復旦大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭星

1.一種基于鈣鈦礦的新型光電探測器的制作方法，其特征在于，包括：

提供基底，在所述基底上設置第一電極；

在所述第一電極上設置空穴傳輸層；

在所述空穴傳輸層上設置光敏活性層，所述光敏活性層的材料包括具有二維鈣鈦礦和三維鈣鈦礦交叉網絡結構的新型鈣鈦礦；

在所述光敏活性層上設置電子傳輸層；以及

在所述電子傳輸層上設置第二電極；

其中，在所述空穴傳輸層上設置光敏活性層的方法包括：

將苯基乙胺、鹵甲胺和金屬鹵化物分散在第一有機溶劑中，常溫攪拌，得到第一前驅體溶液；

將所述第一前驅體溶液與鹵化鹽、第二有機溶劑混合攪拌分散，得到第二前驅體溶液；

將所述第二前驅體溶液通過過濾頭滴涂和旋涂在平面載體上，以得到新型鈣鈦礦，所述新型鈣鈦礦為二維鈣鈦礦和三維鈣鈦礦交叉而成的網絡。

2.如權利要求1所述的基于鈣鈦礦的新型光電探測器的制作方法，其特征在于，所述鹵甲胺中的鹵素包括Cl、Br和I中的至少一種；所述金屬鹵化物中的鹵素包括Cl、Br和I中的至少一種；所述金屬鹵化物中的金屬包括Pb、Sn、Ge、Cu、Ni、Mn、Sb、Zn、Fe和Bi中的至少一種。

3.如權利要求1所述的基于鈣鈦礦的新型光電探測器的制作方法，其特征在于，所述第一有機溶劑包括N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁內酯、二甲基亞砜、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一種；所述第二有機溶劑包括N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁內酯、二甲基亞砜、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。

4.如權利要求1所述的基于鈣鈦礦的新型光電探測器的制作方法，其特征在于，所述鹵化鹽中的鹵素包括Cl、Br和I中的至少一種，所述鹵化鹽包括銨鹽和/或甲基銨鹽。

5.如權利要求1至4中任一項所述的基于鈣鈦礦的新型光電探測器的制作方法，其特征在于，將0.02～0.10重量份的苯基乙胺、0.05～0.20重量份的碘甲胺和0.2～0.8重量份的碘化亞鉛分散在0.5～1.5體積份的N,N-二甲基甲酰胺中，得到所述第一前驅體溶液；所述第一前驅體溶液與0.002～0.010重量份的氯化銨、0.01～0.06體積份的二甲基亞砜混合攪拌分散，得到所述第二前驅體溶液，其中，1重量份為1g，1體積份為1mL。

6.如權利要求5所述的基于鈣鈦礦的新型光電探測器的制作方法，其特征在于，所述具有二維鈣鈦礦和三維鈣鈦礦交叉網絡結構的新型鈣鈦礦的分子式為(PEA)₂MA₃Pb₄I₁₃。

7.如權利要求1所述的基于鈣鈦礦的新型光電探測器的制作方法，其特征在于，在所述基底上設置第一電極的方法包括噴涂或蒸鍍；和/或，在所述第一電極上設置空穴傳輸層的方法包括旋涂、噴涂或蒸鍍；和/或，在所述光敏活性層上設置電子傳輸層的方法包括旋涂、噴涂或蒸鍍；和/或，在所述電子傳輸層上設置第二電極的方法包括蒸鍍或濺鍍。

8.如權利要求1所述的光電探測器的制作方法，其特征在于，在所述第一電極上形成空穴傳輸層之前，對形成有所述第一電極的所述基底進行臭氧預處理；和/或，在所述第一電極上形成空穴傳輸層之后，進行退火處理；和/或，在所述電子傳輸層上形成所述第二電極之前，先在所述電子傳輸層上形成一層緩沖層。

9.一種基于鈣鈦礦的新型光電探測器，其特征在于，采用權利要求1至8中任一項所述的基于鈣鈦礦的新型光電探測器的制作方法制作；所述基于鈣鈦礦的新型光電探測器具有垂直結構，所述基于鈣鈦礦的新型光電探測器包括自下而上依次設置的基底、第一電極、空穴傳輸層、光敏活性層、電子傳輸層以及第二電極，所述光敏活性層的材料包括權利要求1至6中任一項所述的新型鈣鈦礦；同時，所述光敏活性層下方的各層均為透光的，和/或，所述光敏活性層上方的各層均為透光的。