[发明专利]一种红外探测器及其制备方法

说明书

本发明提供的短波红外探测器的制备方法，包括下述步骤：在基底上制备底电极，在所述底电极上制备吸收层，在所述吸收层上制备缓冲层，在所述缓冲层上制备窗口层，其中，在所述吸收层上制备缓冲层，具体包括：将分散于有机溶液中的量子点溶液，滴在所述吸收层上，并进行旋涂后加热至100‑150摄氏度退火2‑3min，得到所述缓冲层，本申请提供的短波红外探测器的制备方法，通过量子点旋涂制备缓冲层，获得与前驱体、高阻层晶格更匹配的缓冲层，形成更优异的P‑N结，降低器件的暗电流，提高量子效率，获得性能更好的短波红外探测器。另外，本发明还提供了一种短波红外探测器。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种短波红外探测器及其制备方法。

背景技术

近红外波段的探测器成像具有更高的清晰度和细节分辨率，并且具有微光夜视和较强的水雾穿透能力，因此在手机、无人机、安防、医疗等领域表现出广阔的市场。目前的铟镓砷探测器工作需要低温下进行，加上制备工艺的不可替代性，导致成本居高不下。在追求低成本高效率的时代下，探索新材料、优化生产工艺是解决目前商用探测器昂贵成本的主要问题。

基于Cu2-II-IV-VI4族光电薄膜吸收材料Cu₂Cd_xZn_1-xSnSe₄后面简称(CCZTSe)，实现了可见光及近红外波段的响应，而CCZTSe短波红外探测器结构中重要的一部分----缓冲层，用来与吸收层之间形成P-N结，现阶段一般用化学水浴法(CBD)沉积硫化镉制备而成，主要步骤是将硫酸镉与氨水的混合溶液，和硫脲溶液一起倒入反应器，在67℃下在器件表面沉积一层50nm左右的CdS薄膜，这种方法制备的缓冲层存在有以下的问题：溶液法在大面积生产时的样品均匀性不好，硫化镉的带隙为2.5eV，带隙偏窄，造成了太阳能短波波段的损失；且其中的重金属镉对人体和环境都有害，大面积生产时样品均匀性不好，不利于工业上大规模运用；除此之外，由于材料本身的晶格常数不同，硫化镉缓冲层与吸收层、窗口层之间产生晶格失配的情况。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种具有更高带隙、与吸收层及窗口层材料晶格匹配、适用于大规模生产的的短波红外探测器。

为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

本申请提供了一种短波红外探测器的制备方法，包括下述步骤：

在基底上制备底电极；

在所述底电极上制备吸收层；

在所述吸收层上制备缓冲层，具体包括：将分散于有机溶液中的量子点溶液，滴在所述吸收层上，并进行旋涂后加热至100-150摄氏度退火2-3min，得到所述缓冲层；及

在所述缓冲层上制备窗口层。

在其中一些实施例中，所述基底为钠钙玻璃或Si片。

在其中一些实施例中，所述底电极为钼电极，金，钛，不锈钢，ITO。

在其中一些实施例中，在基底上制备底电极的步骤中，具体包括：

将所述基底放入真空钼腔室中，通入Ar气控制腔内气压在1.0-3.0Pa，300-350W功率直流溅射8-10圈，再在0.3-0.5Pa的气压下用800-1000W的功率溅射4-6圈，关闭Ar气，冷却5-10min后取出，得到Mo衬底作为底电极。

在其中一些实施例中，在所述底电极上制备吸收层的步骤中，具体包括下述步骤：

将带有基底的底电极送入MBE真空镀膜腔体中，控制真空度为2x10^-5-5x10^-5Pa，采用五源同时蒸镀的方法，用Cu，Zn，Cd，Sn，Se作为靶材，使用一步法生长前驱体，作为所述吸收层。