[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體薄膜光電探測器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910490246.4
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110299430B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉歡;唐江;高亮;胡志響;陳壯;楊劍弦;嚴(yán)棋;易飛
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 尚威;李智

1.一種PbSe半導(dǎo)體薄膜光電探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)配制用于生長硫?qū)倩衔飊型光敏半導(dǎo)體薄膜的前體溶液，所述硫?qū)倩衔餅镻bSe，該前體溶液呈堿性環(huán)境，其中包括金屬陽離子源物質(zhì)、以及含有Se元素的硒源物質(zhì)；所述金屬陽離子源物質(zhì)具體為含金屬陽離子的醋酸鹽、硝酸鹽、鹽酸鹽或硫酸鹽；所述硒源物質(zhì)具體為含Se元素的單質(zhì)、無機(jī)化合物或有機(jī)化合物；接著，將潔凈的襯底浸入所述前體溶液中，在0℃-200℃的溫度條件下反應(yīng)5min-24h，進(jìn)行一次化學(xué)浴沉積，得到與一次化學(xué)沉積過程相對應(yīng)的20-500nm厚的薄膜；根據(jù)預(yù)先設(shè)定的薄膜厚度目標(biāo)要求，判斷是否重復(fù)進(jìn)行化學(xué)浴沉積，如果需要重復(fù)進(jìn)行化學(xué)浴沉積，則在將上一次沉積結(jié)束得到的襯底浸入前體溶液中，再次進(jìn)行化學(xué)浴沉積以重復(fù)多次化學(xué)浴沉積，從而利用僅一次化學(xué)浴沉積或重復(fù)多次化學(xué)浴沉積生長得到厚度達(dá)到目標(biāo)要求的硫?qū)倩衔飊型光敏半導(dǎo)體薄膜；

(2)將所述步驟(1)得到的生長有硫?qū)倩衔飊型光敏半導(dǎo)體薄膜的襯底進(jìn)行整體退火敏化處理；然后，在n型光敏半導(dǎo)體薄膜上制作電極即可得到PbSe半導(dǎo)體薄膜光電探測器；

所述步驟(1)中，所述前體溶液中，所述金屬陽離子的濃度為1mM-10M，所述Se元素的濃度均為1mM-10M；

所述步驟(1)中，所述硒源物質(zhì)為硒粉、硒代硫酸鈉、硒脲、或二甲基硒脲；

所述步驟(2)中，所述退火敏化處理具體是先在空氣氛圍下、再利用含溴蒸氣的載氣氣氛下于70℃～150℃退火處理n型光敏半導(dǎo)體薄膜1分鐘～24小時以引入氧元素作為缺陷，將薄膜的p型減弱。

2.如權(quán)利要求1所述PbSe半導(dǎo)體薄膜光電探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述前體溶液中還包括鈍化劑，該鈍化劑在所述前體溶液中的濃度為0.1mM-1M；所述鈍化劑為三乙醇胺、檸檬酸三鈉中的至少一種。

3.如權(quán)利要求1所述PbSe半導(dǎo)體薄膜光電探測器的制備方法，其特征在于，所述前體溶液的堿性環(huán)境，對應(yīng)的pH值為8-14，并且具體是通過向該前體溶液中添加氨水、氫氧化鈉、或氫氧化鉀實(shí)現(xiàn)的。

4.如權(quán)利要求1所述PbSe半導(dǎo)體薄膜光電探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述襯底為剛性襯底或柔性襯底；其中，所述剛性襯底包括硅片、陶瓷片、玻璃片、導(dǎo)電玻璃、砷化鎵中的任意一種；所述柔性襯底包括紙基襯底、金屬箔片、有機(jī)聚合物襯底中的任意一種。

5.如權(quán)利要求4所述PbSe半導(dǎo)體薄膜光電探測器的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)聚合物襯底為PET基襯底、或PEN基襯底。

6.如權(quán)利要求1所述PbSe半導(dǎo)體薄膜光電探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述電極為叉指電極。