69] 沉積程序II
[0070] 按照在沉積程序I中描述的相同沉積程序,將鏡狀鉛硒化物沉積在經清潔的氟化 鈣基底上。然后,在65-85°C將涂布有種子層的基底浸泡在溶液II中20分鐘至3小時。對 超聲清潔器編程從而每分鐘開啟2-5秒。在此,獲得的多晶鉛硒化物膜顯示了均勻的表面。
[0071] 敏化
[0072] 在熱-敏化之前,從上述程序獲得的化學沉積的鉛硒化物膜可以儲存在真空容器 中12-24小時。然后,膜可以通過以下方法敏化:(1)在約300°C至約450°C的溫度下,暴露 于氧氣和/或氮氣中并持續約1分鐘至約60分鐘,然后(2)在約300°C至約450°C的溫度 下,暴露于碘蒸氣(可以在氮氣中或氧氣載氣中或本文描述的用于此用途的任何其他氣體 混合物中)中約1分鐘至約60分鐘。在非限制性的【具體實施方式】中,可以例如5-50sccm 的流速提供碘。該敏化導致更穩定和更期望的電阻率,在暴露期間電阻率增加了 3個數量 級并且在其后保持恒定。根據本文所述的方法,發現探測器的靈敏度超過通過標準化學沉 積制備的鉛硒化物探測器的靈敏度。盡管前面提及了鉛硒化物膜,前面和后面提及的方法 和裝置意圖包括本文其他地方提及的所有鉛鹽膜,包括但不限于,PbS、PbSe、PbTe、PbSnSe、 PbSnTe、PbSrSe、PbSrTe、PbEuSe、PbEuTe、PbCdSe、PbCdTe、或包含兩種、三種、四種或更多種 第4族和第6族元素的組合的任何鉛鹽。
[0073] 在一些【具體實施方式】中,本發明公開的構思包括在基底上敏化鉛鹽膜的方法(在 本文其他地方也稱為涂布有鉛鹽的基底)。例如,在一些【具體實施方式】中,在退火步驟中, 敏化工藝的第一個步驟中采用氧氣和/或氮氣。在至少一個【具體實施方式】中,在不限于約 300°C至約450°C的溫度下,提供02和/或N2并持續不限于約1分鐘至約60分鐘。在上述 退火步驟之后,在至少一個【具體實施方式】中,在第二步中,在不限于約300°C至約450°C的 溫度下,將蒸氣氣氛中的12引入涂布有鉛鹽的基底(現在已經過退火),并持續不限于約1 分鐘至約60分鐘,以形成涂布有敏化的鉛鹽的基底。
[0074] 所述約300°C至約450°C的溫度范圍應理解為包括其間的所有整數溫度值,包 括 301。(:、302。(:、303。(:、304。(:、305。(:、306。(:、307。(:、308。(:、309。(:、310。(:、311。(:、312。(:、 313r、314r、315r、316 r、317 r、318r、319 r、320 r、321r、322r、323 r、324 r、 325 °C、326 °C、327 °C、328 °C、329 °C、330 °C、331 °C、332 °C、333 °C、334 °C、335 °C、336 °C、 337 °C、338 °C、339 °C、340 °C、341 °C、342 °C、343 °C、344 °C、345 °C、346 °C、347 °C、348 °C、 349 °C、350 °C、351 °C、352 °C、353 °C、354 °C、355 °C、356 °C、357 °C、358 °C、359 °C、360 °C、 361 °C、362 °C、363 °C、364 °C、365 °C、366 °C、367 °C、368 °C、369 °C、370 °C、371 °C、372 °C、 373 °C、374 °C、375 °C、376 °C、377 °C、378 °C、379 °C、380 °C、381 °C、382 °C、383 °C、384 °C、 385 °C、386 °C、387 °C、388 °C、389 °C、390 °C、391 °C、392 °C、393 °C、394 °C、395 °C、396 °C、 397 °C、398 °C、399 °C、400 °C、401 °C、402 °C、403 °C、404 °C、405 °C、406 °C、407 °C、408 °C、 409 °C、410 °C、411 °C、412 °C、413 °C、414 °C、415 °C、416 °C、417 °C、418 °C、419 °C、420 °C、 421 °C、422 °C、423 °C、424 °C、425 °C、426 °C、427 °C、428 °C、429 °C、430 °C、431 °C、432 °C、 433 °C、434 °C、435 °C、436 °C、437 °C、438 °C、439 °C、440 °C、441 °C、442 °C、443 °C、444 °C、 445°C、446°C、447°C、448°C和449°C,以及位于所述整數值之間的所有小數值。所述溫度也 意在包括在約300°C至約450°C范圍內的任何子范圍,例如約375°C至約385°C。
[0075] 所述約1分鐘至約60分鐘的持續時間范圍應理解為包括其間的所有整數分鐘值, 包括2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘、10分鐘、11分鐘、12分鐘、 13分鐘、14分鐘、15分鐘、16分鐘、17分鐘、18分鐘、19分鐘、20分鐘、21分鐘、22分鐘、23 分鐘、24分鐘、25分鐘、26分鐘、27分鐘、28分鐘、29分鐘、30分鐘、31分鐘、32分鐘、33分 鐘、34分鐘、35分鐘、36分鐘、37分鐘、38分鐘、39分鐘、40分鐘、41分鐘、42分鐘、43分鐘、 44分鐘、45分鐘、46分鐘、47分鐘、48分鐘、49分鐘、50分鐘、51分鐘、52分鐘、53分鐘、54 分鐘、55分鐘、56分鐘、57分鐘、58分鐘和59分鐘,以及其間的所有秒值。所述持續時間也 意在包括1分鐘至約60分鐘范圍內的任何子范圍,例如約10分鐘至約20分鐘。
[0076] 在"碘前面的"步驟中采用的氧氣可以在基本上純氧的氣氛中提供,或者可以在主 要是氧氣的氣氛中提供(多50% ),或者可以與其他氣體的"低純度的"混合物提供,其中 氧氣占組合物的< 50%。可以氣體的混合物提供氧氣,氣體例如包括但不必限于,氮氣和空 氣、以及惰性氣體例如氦、氬、氖、氪和氙中的一種或多種。例如,氧氣可以作為空氣混合物、 氮氣混合物、氬混合物、氦混合物、空氣-氬混合物、空氣-氦混合物、空氣-氮氣混合物、氮 氣-氬混合物、氬-氦混合物、空氣-氬-氦混合物,或空氣-氬-氮氣混合物的組分提供。 氧氣-氣體混合物的上述例子是可用于本發明的氧氣-氣體混合物的非限制性例子。
[0077] 在"碘前面的"步驟中采用的氮氣可以在基本上純氮的氣氛中提供,或者可以在主 要是氮氣的氣氛中提供(多50% ),或者可以與其他氣體的"低純度的"混合物提供,其中 氮氣占組合物的< 50%。可以氣體的混合物提供氮氣,氣體例如包括但不必限于,氧氣和空 氣、以及惰性氣體例如氦、氬、氖、氪和氙中的一種或多種。例如,氮氣可以作為空氣混合物、 氧氣混合物、氬混合物、氦混合物、空氣-氬混合物、空氣-氦混合物、空氣-氧氣混合物、氧 氣-氬混合物、氬-氦混合物、空氣-氬-氦混合物,或空氣-氬-氧氣混合物的組分提供。 氮氣-氣體混合物的上述例子是可用于本發明的氮氣-氣體混合物的非限制性例子。
[0078] 如前所述,本發明中采用的鉛鹽可以為但不限于,PbS、PbSe、PbTe、PbSnSe、 PbSnTe、PbSrSe、PbSrTe、PbEuSe、PbEuTe、PbCdSe、PbCdTe,或包含兩種、三種、四種或 更多種第4族和第6族元素的組合的任何鉛鹽。所述方法還可以包括用金屬,例如金, 涂布至少部分的涂布有敏化的鉛鹽的基底,但是可以使用任何合適的導電材料,以便形 成在未冷卻時探測靈敏度為至少2X109cm ?Hz1/2 ?W\在未冷卻時探測靈敏度為至少 4X109cm?Hz1/2 ?W\在未冷卻時探測靈敏度為至少6X109cm?Hz1/2 ?W\在未冷卻時探測 靈敏度為至少8X109cm?Hz1/2 ?W\在未冷卻時探測靈敏度為至少1.OXlO'm?Hz1/2 ?W\ 在未冷卻時探測靈敏度為至少1.SXK^cm?Hz1/2 ?W\在未冷卻時探測靈敏度為至少 2.OXK^cm?Hz1/2 ?W\在未冷卻時探測靈敏度為至少2. 5XK^cm?Hz1/2 ?W\或在未冷 卻時探測靈敏度為至少2. 8XlOlm*Hz1/2 1的探測器。在一個【具體實施方式】中,在未冷 卻時探測靈敏度為至少1. 〇X101Qcm?Hz1/2 ?W1至2X10ncm?Hz1/2 ?W1 (即在室溫(298K) 下)。涂布有鉛鹽的基底可以包括,例如,玻璃、硅石、硅、Si02、氟化鈣、藍寶石、或它們的組 合,并且如上所述,可以包含多個表面阱。在一個【具體實施方式】中,光電探測器包括通過如 上所述的方法制備的涂布有鉛鹽的基底,其中已經用金屬,例如金,涂布了至少部分的涂布 有敏化的鉛鹽的基底,但是可以使用任何合適的導電材料,并且其中在未冷卻時,探測器的 探測靈敏度為至少2. 8XlOlm?Hz1/2 ?W1(即,操作時不經過額外的冷卻)。
[0079] 可以根據本文其他地方描述的方法構建的光導探測器和光伏探測器的例子包括 但不限于,圖5-7的剖視圖或透視圖中示意性顯示的那些。圖中代表的基底"a",例如但不 限于半導體材料,例如硅、硅石,絕緣材料例如玻璃、石英和藍寶石,晶體化合物例如CaFjP Si02,以及它們的組合,并且如本文其他地方所述,基底"a"可以包括多個阱。基底"a"上 沉積的鉛鹽膜表示為"b"。鉛鹽膜是本文其他地方所述的任何這類鉛鹽層,其已經采用本 發明公開的構思的敏化方法敏化。電接觸表示為"c",如圖中所示,緊鄰基底"a"和鉛鹽膜 "b"交替設置。例如,接觸"c"可以部分覆蓋鉛鹽膜"b"(圖5),或者可以被鉛鹽膜"b"部 分覆蓋(圖6),或者緊鄰鉛鹽層"b"的上表面并且與之齊平(圖7)。可以采用半導體裝置 制備技術例如分子束外延、化學浴沉積、化學蒸氣沉積、刻蝕以及它們的組合,在基底"a"上 形成鉛鹽膜和電接觸。此外,可以根據光導探測器和光伏探測器的期望構型改變技術的順 序。例如,在圖5的例子中,可以采用化學溶液沉積或者分子束外延在基底"a"上形成鉛鹽 膜"b"。然后,可以采用合適的照相平版印刷和刻蝕技術除去預定部分的鉛鹽膜"b",然后 施加電接觸"c"。在圖6的例子中,可以在形成鉛鹽膜"b"之前將電接觸"c"施加至基底 "a"。本發明公開的構思的光電探測器可用于以下裝置,包括但不限于光伏器件、激光器、太 陽能電池以及圖像傳感器,例如,圖像傳感器包括一個或多個光電探測器的陣列。
[0080] 在一些【具體實施方式】中,本發明公開的構思涉及敏化鉛鹽膜的方法,包括:在約 300°C至約450°C的溫度下,將涂布有鉛鹽的基底暴露于氧氣和氮氣中的至少一種中并持續 約1分鐘至