[發明專利]一種寬波段近紅外探測器的制備方法及寬波段近紅外探測器

在審

• 申請號: 202110203322.6
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113036000A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 張陳斌;馮葉;楊春雷;楊佳偉;彭燕君;張玉萍;王偉;張琛
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/032;H01L31/101
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

1.一種寬波段近紅外探測器的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

制備鉬背電極；

在所述鉬背電極表面制備CCZTSe吸收層，所述CCZTSe吸收層底部摻雜有NaF或KF或LiF或RbF或CsF層；和/或；所述CCZTSe吸收層中間摻雜NaF或KF或LiF或RbF或CsF層；和/或；所述CCZTSe吸收層上表面蒸鍍有NaF或KF或LiF或RbF或CsF層；

在所述CCZTSe吸收層表面沉積CdS緩沖層；

在所述CdS緩沖層上制備CCZTSe的窗口層。

2.如權利要求1所述的寬波段近紅外探測器的制備方法，其特征在于，在將制備鉬背電極的步驟中，具體包括下述步驟：

將Si片或CMOS放入真空鉬腔室中，通入Ar，控制腔內氣壓為1.0～2.0Pa，用350W功率直流濺射8圈，再在0.1～0.3Pa的氣壓下用1000W的功率濺射4圈，關閉Ar氣，冷卻5-10min后取出樣品，得到的Mo襯底作為背電極。

3.如權利要求1所述的寬波段近紅外探測器的制備方法，其特征在于，在所述鉬背電極表面制備CCZTSe吸收層的步驟中，具體包括下述步驟：

將所述鉬背電極送入MBE真空鍍膜腔體中，控制真空度為2x10^-4Pa，采用五源同時蒸鍍的方法，用Cu、Zn、Sn、Se、Cd及NaF作為源，使用一步法生長前驅體；

對所述前驅體進行退火，得到CCZTSe吸收層。

4.如權利要求1所述的寬波段近紅外探測器的制備方法，其特征在于，在對所述前驅體進行退火，得到CCZTSe吸收層的步驟中，具體包括下述步驟：

將所述前驅體置于退火爐中，先通入0.4～0.6kPa H₂Se和20～30kPa N₂，再打開H₂Se和N₂閥控，分別控制流量為0.5sccm和16.5sccm；

設定升溫程序，15min至內升至280～340℃，保持30min，再30min內升至400℃，保持90min，其中，400℃保溫過程中后30min將H₂Se和N₂抽掉，重新立即通入1.5kPaH₂S和50kPaN₂；

冷卻至室溫，得到CCZTSe吸收層。

5.如權利要求1所述的寬波段近紅外探測器的制備方法，其特征在于，在所述CCZTSe吸收層表面沉積CdS緩沖層的步驟中，具體包括下述步驟：

將所述CCZTSe吸收層置于反應器中央，將配好的硫酸鎘與氨水的混合溶液以及硫脲溶液置于反應器中，置于65～70℃恒溫水浴鍋中，打開攪拌器，用化學水浴沉積法均勻沉積CdS緩沖層。

6.如權利要求5所述的寬波段近紅外探測器的制備方法，其特征在于，還包括將所述CdS緩沖層進行清洗的步驟。

7.如權利要求6所述的寬波段近紅外探測器的制備方法，其特征在于，對所述CdS緩沖層用去離子水沖洗，并用N2吹干樣品表面，置于200℃烘箱中退火1～2min。

8.如權利要求1所述的寬波段近紅外探測器的制備方法，其特征在于，在所述CdS緩沖層上制備CCZTSe的窗口層的步驟中，具體包括下述步驟：

所述CCZTSe的窗口層包括i-ZnO和AZO，將所述CdS緩沖層送入i-ZnO和AZO腔室中，通入Ar、O₂，在120W功率下使i-ZnO起輝，濺射4-10圈，接著500W功率下濺射20-36圈關閉氧氣，襯底升溫至120-180℃，然后通入Ar、H₂，在500-750w下AZO靶起輝后，濺射16-30圈，得到300～400nm的窗口層。

9.一種如權利要求1-8所述的寬波段近紅外探測器，其特征在于，包括依次層疊設置、鉬背電極、CCZTSe吸收層、CdS緩沖層及窗口層，所述CCZTSe吸收層底部摻雜有NaF或KF或LiF或RbF或CsF層；和/或；所述CCZTSe吸收層中間摻雜NaF或KF或LiF或RbF或CsF層；和/或；所述CCZTSe吸收層上表面蒸鍍有NaF或KF或LiF或RbF或CsF層。