[發明專利]量子點光電探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201911383363.7
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN113054049B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 鄧承雨;蘆子哲
• 申請（專利權）人: TCL科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L31/109
• 分類號: H01L31/109;H01L31/0336;H01L31/18
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 曹柳

本發明屬于光電探測器技術領域，尤其涉及一種量子點光電探測器，包括相對設置的N型半導體層和P型半導體層，以及設置在所述N型半導體層和所述P型半導體層之間的量子點層，所述P型半導體層包括復合金屬氧化物，所述復合金屬氧化物的分子式為A_n?1B_nO_3n?3，其中，A選自金屬元素中的任意一種，B選自過渡金屬元素中的任意一種，n≥3；所述N型半導體層包括鈣鈦礦材料。本發明光電探測器包括鈣鈦礦材料、量子點和復合金屬氧化物的P/N結構量子點光電探測器，光響應范圍廣，可檢測200～800nm波長的光信號，靈敏度高，且無需外加電場驅動即可實現對光信號的檢測，應用方便靈活。

技術領域

本發明屬于光電探測器技術領域，尤其涉及一種量子點光電探測器及其制備方法。

背景技術

將光信號轉換為電信號仍然是亟待解決的尖端技術，在現實生活中的應用也非常廣泛，如視頻成像、光通信、生物醫學成像、夜間拍照、運動檢測等。光電探測器是這些常見應用中最基礎的電子器件，光電探測器的作用是把光學信號轉化成電學信號，相當于是一種能量信號的轉換器，它最終輸出的是電信號。一般光電系統除了可以將光信號轉化成電信號外，還可以根據不同的需求對電信號進行針對性的處理，并使之存儲后應用于各個領域，如：軍用領域中的紅外偵查、空中預警，在民用領域中的火災報警、天氣預報、森林防火等。然而大多數傳統的光電器件是基于簡單的半導體或半導體異質結構，這些半導體通常吸收光譜的范圍很窄；并且，電子散射平均自由程又很短，導致光電探測器靈敏差，并應用范圍及其有限。

量子點是指激子在三維空間方向上均被束縛住的半導體納米材料，粒徑一般在1-100nm。由于“量子限域”效應的存在，隨著量子點尺寸進一步減小，連續的能帶結構變成不連續的分立能級結構，受激后可以發出顯著熒光。量子點的發射光譜可以通過改變量子點的尺寸大小來控制，具有很好的光穩定性、寬的激發譜和窄的發射譜等效應，在太陽能電池、發光器件、光學生物標記等領域具有廣泛的應用前景。與普通納米材料相比，量子點材料具有尺寸可控且均勻性好、活性高、物化特性可控、易于表面修飾、可室溫成膜等特點，作為光電探測器的新型材料倍受關注。但是現有量子點光電探測器的吸收光譜范圍仍較局限，且電子散射平均自由程短，導致光電探測器靈敏度差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種量子點光電探測器，旨在一定程度解決現有量子點光電探測器的吸收光譜范圍仍較局限，且電子散射平均自由程短，導致光電探測器靈敏度差等技術問題。

本發明的另一目的在于提供一種量子點光電探測器的制備方法。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種量子點光電探測器，包括相對設置的N型半導體層和P型半導體層，以及設置在所述N型半導體層和所述P型半導體層之間的量子點層，所述P型半導體層包括復合金屬氧化物，所述復合金屬氧化物的分子式為A_n-1B_nO_3n-3，其中，A選自金屬元素中的任意一種，B選自過渡金屬元素中的任意一種，n≥3；所述N型半導體層包括鈣鈦礦材料。

相應地，一種量子點光電探測器的制備方法，包括以下步驟：

在襯底層上形成N型半導體層；

獲取量子點層與P型半導體層的復合膜，將所述復合膜中的量子點層設置在所述N型半導體層遠離所述襯底層的另一側表面，封裝得到量子點光電探測器；

其中，所述N型半導體層包括鈣鈦礦材料；所述P型半導體層包括分子式為A_n-1B_nO_3n-3的復合金屬氧化物，A選自金屬元素中的任意一種，B選自過渡金屬元素中的任意一種，n≥3。