PbS薄膜的敏化方法、红外光电探测器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112310242A(43)申请公布日2021.02.02(21)申请号202010515219.0(22)申请日2020.06.08(71)申请人湖南大学地址410000湖南省长沙市岳麓区麓山南路麓山门(72)发明人杨斌孙景潘安练(74)专利代理机构北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)11613代理人齐胜杰(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L31/101(2006.01)H01L31/0216(2014.01)H01L21/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称PbS薄膜的敏化方法、红外光电探测器及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种新的用于PbS薄膜的敏化方法，该方法是对PbS薄膜进行紫外臭氧处理实现PbS薄膜的敏化。本发明还涉及一种基于PbS薄膜的红外光电探测器及制备方法，所述探测器包括导电玻璃或硅片衬底层、p型半导体层、n型半导体层、缓冲层和电极层；所述p型半导体层为经过紫外臭氧敏化处理的PbS薄膜；所述n型半导体层为富勒烯C60或其衍生物。本发明采用UVO敏化处理，敏化温度低，耗能少、操作简单、敏化效果显著。此外，本发明为一种具有二极管结构的可室温工作的高灵敏红外光电探测器，其比探测率明显优于传统光敏电阻式探测器。CN112310242ACN112310242A权利要求书1/1页1.一种新的用于PbS薄膜的敏化方法，其特征在于，所述方法是对PbS薄膜进行紫外臭氧处理钝化PbS薄膜中的缺陷，实现PbS薄膜的敏化。2.根据权利要求1所述的敏化方法，其特征在于，采用紫外臭氧处理实现敏化。3.根据权利要求1所述的敏化方法，其特征在于，所述紫外臭氧处理的时间为10-30min，优选为15-20min。4.根据权利要求1所述的敏化方法，其特征在于，所述PbS薄膜是在采用化学水浴沉积法或物理沉积法制备得到的PbS薄膜，并将该PbS薄膜在空气中于120-130℃退火0.5-2h促进晶粒长大，然后进行紫外臭氧处理。5.一种基于PbS薄膜的红外光电探测器，其特征在于，其包含导电玻璃或硅片衬底层、p型半导体层、n型半导体层、缓冲层和电极层；其中：所述p型半导体层为PbS薄膜，该PbS薄膜为采用权利要求1-4任一项所述敏化方法处理的PbS薄膜；所述n型半导体层为富勒烯C60或其衍生物。6.根据权利要求5所述的红外光电探测器，其特征在于，缓冲层为BCP，所述电极层为Cu膜，所述导电玻璃或硅片衬底层为ITO。7.一种基于PbS薄膜的红外光电探测器的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：在导电玻璃或硅片衬底上制得PbS薄膜；S2:将上述导电玻璃或硅片衬底及PbS薄膜进行紫外臭氧敏化处理；S3:在PbS薄膜表面制备C60或其衍生物薄膜；S4：在所述C60或其衍生物薄膜表面形成BCP薄膜；S5：在所述BCP薄膜表面形成金属导电膜。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1是上采用化学水浴沉积方法制得所述PbS薄膜，并将PbS薄膜在空气中于120-130℃退火0.5-2h。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述PbS薄膜的厚度为500-700nm；所述C60或其衍生物薄膜的厚度为50-200nm；所述BCP薄膜的厚度为5-50nm，所述金属导电膜的厚度为50-300nm。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S3-S4是在高真空热蒸发镀膜机内在不超过8*10-4Pa的压力下蒸镀沉积，得到所述C60或其衍生物薄膜和所述BCP薄膜；所述步骤S5是在高真空热蒸发镀膜机内在不超过4*10-4Pa的压力下蒸镀沉积，得到所述金属导电膜。2CN112310242A说明书1/6页PbS薄膜的敏化方法、红外光电探测器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种红外探测器制备技术领域，涉及一种PbS薄膜的敏化方法、红外光电探测器及其制备方法。背景技术[0002]红外探测器(InfraredDetector)是将红外光信号转变成电信号输出的器件。目前比较广泛应用的红外光电探测器主要是基于PbS、PbSe、Ge、InSb、HgCdTe、InGaAs等材料。PbS和PbSe因其具有在非制冷条件下暗电流较低的特性，使得用其制成的红外光电探测器无需额外的制冷设备即可降低噪声。现有PbS薄膜的制备方法主要有：化学水浴沉积(CBD)方法、物理气相沉积(磁控溅射、高真空热蒸发沉积等)。[0003]为了进一步降低PbS在非制冷条件下的暗电流并提高对红外光的灵敏度，目前科研工作者们针对PbS的元素掺杂、缺陷钝化(薄膜敏化)等方面开展了大量的研究。在PbS薄膜的敏化方面，现有的PbS薄膜的敏化处理方式主要