光电探测器的制备方法技术

本申请提供一种光电探测器的制备方法。所述制备方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极上形成覆盖所述第一电极层的光吸收层，所述光吸收层的材料为铜铟镓硒；对所述光吸收层进行刻蚀，得到多个阵列排布的光吸收块；采用溴水与液态有机物的混合溶液作为刻蚀液对所述光吸收块的侧壁进行刻蚀，以去除所述光吸收块侧壁上的杂质；所述杂质与溴反应生成的化合物溶于所述液态有机物。

Preparation method of photodetector

【技术实现步骤摘要】
光电探测器的制备方法
本申请涉及半导体
，特别涉及一种光电探测器的制备方法。
技术介绍
铜铟镓硒(CIGS)材料因其具有近似最佳的光学能隙、优异的抗辐射性以及稳定性，被广泛应用于薄膜太阳能电池中。同时，由于其具有优良的吸收率以及较高的量子效率，研究人员也尝试将其应用于光电探测器件中，以达到更好的光电转化效果。如何利用铜铟镓硒材料制备得到性能优异的光电探测器，是技术的关键点。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种光电探测器的制备方法，所述制备方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成第一电极层；在所述第一电极层上形成覆盖所述第一电极层的光吸收层，所述光吸收层的材料为铜铟镓硒；对所述光吸收层进行刻蚀，得到多个阵列排布的光吸收块；采用溴水与液态有机物的混合溶液作为刻蚀液对所述光吸收块的侧壁进行刻蚀，以去除所述光吸收块侧壁上的杂质；所述杂质与溴反应生成的化合物溶于所述液态有机物。在本申请的一个实施例中，所述液态有机物包括丙二醇、丙三醇及丁二醇中的至少一种。在本申请的一个实施例中，所述溴水与液态有机物的混合溶液中，溴水的体积分数为5％～10％，溴水中溴单质的质量分数为3％。在本申请的一个实施例中，所述对所述光吸收层进行刻蚀，包括：在所述光吸收层上形成覆盖所述光吸收层的遮挡层，对所述遮挡层进行图案化处理得到阵列排布的遮挡块；采用刻蚀液对所述光吸收层未被所述遮挡块遮挡的部分进行刻蚀，以使所述光吸收层图案化，得到多个阵列排布的光吸收块。在本申请的一个实施例中，所述采用刻蚀液对所述光吸收层未被所述遮挡块遮挡的部分进行刻蚀，包括：采用溴水作为刻蚀液，对所述光吸收层未被所述遮挡块遮挡的部分进行刻蚀，所述溴水中溴单质的质量分数为0.5％～10％。在本申请的一个实施例中，所述第一电极层的材料为金属单质，所述采用溴水与液态有机物的混合溶液作为刻蚀液对所述光吸收块的侧壁进行刻蚀之后，所述制备方法还包括：采用过氧化氢的水溶液对所述第一电极层进行处理，以得到与所述光吸收块一一对应的电极块。在本申请的一个实施例中，所述过氧化氢水溶液中过氧化氢的质量分数为20％～50％。在本申请的一个实施例中，在所述采用过氧化氢的水溶液对所述第一电极层进行处理之后，所述制备方法还包括：去除所述光吸收块上的遮挡块。在本申请的一个实施例中，所述遮挡层的材料为光刻胶，去除所述遮挡块采用的刻蚀液为丙酮。在本申请的一个实施例中，所述采用溴水与液态有机物的混合溶液作为刻蚀液对所述光吸收块的侧壁进行刻蚀之后，所述制备方法还包括：形成于所述光吸收层上的缓冲层；形成位于所述缓冲层上的n型半导体层；形成位于所述n型半导体层上的透明的第二电极层。本申请实施例所达到的主要技术效果是：本申请实施例提供的光电探测器的制备方法，光吸收层的材料为铜铟镓硒，可使光电探测器件达到更好的光电转化效果，有助于提高光电探测器的灵敏度；在对光吸收层刻蚀得到光吸收块之后，采用溴水与液态有机物的混合溶液作为刻蚀液对光吸收块的侧壁进行刻蚀，可有效去除光吸收块侧壁上的杂质，降低光吸收块侧壁的粗糙度，进而降低光电探测器的暗电流及漏电流，改善光电探测器的性能；采用湿法刻蚀工艺去除光吸收块侧壁上的杂质，对设备要求较低，重复性好，易于大规模生产；采用溴水与液态有机物的混合溶液作为刻蚀液刻蚀光吸收块的侧壁，不会产生有害物质，比较环保。附图说明图1是本申请一示例性实施例提供的光电探测器的制备方法的流程图；图2是本申请一示例性实施例提供的光电探测器的结构示意图；图3是本申请一示例性实施例提供的光电探测器的第一中间结构的示意图；图4是本申请一示例性实施例提供的光电探测器的光吸收层进行刻蚀时的示意图；图5是本申请一示例性实施例提供的光电探测器的第二中间结构的示意图；图6是本申请一示例性实施例提供的对光吸收块的侧壁进行刻蚀时的示意图；图7是本申请一示例性实施例提供的光电探测器的第四中间结构的示意图。具体实施例这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。下面结合附图，对本申请实施例提供的光电探测器的制备方法进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本申请实施例中，为描述方便，将由衬底指向第一电极层的方向定义为上，将由第一电极层指向衬底的方向定义为下，以此确定出上下方向。容易理解，不同的方向定义方式并不会影响工艺的实质操作内容以及产品的实际形态。本申请实施例提供了一种光电探测器的制备方法，通过本申请实施例提供的制备方法可制备得到如图2所示的光电探测器100。参见图1，所述光电探测器的制备方法包括如下步骤110至步骤150。下面将对各步骤进行详细介绍。在步骤110中，提供衬底。在一个实施例中，衬底10可以是玻璃衬底，衬底10的材料例如可以是钠钙玻璃。当然，在其他实施例中，衬底10也可采用其他材料，例如蓝宝石等。在一个实施例中，可对衬底10的表面进行清洗，以去除衬底10表面的污渍，从而提高后续形成的膜层与衬底10之间的粘附性。在一个示例性实施例中，可依次采用去污粉的水溶液、NaOH水溶液及去离子水溶液清洗衬底10的表面，清洗完成后将其在高温真空下蒸干。在步骤120中，在所述衬底上形成第一电极层。在一个实施例中，第一电极层20的材料可以是导电性较好的金属单质，例如金属钼。在其他实施例中，第一电极层20也可以采用其他导电性较好的材料。在一个实施例中，第一电极层20的厚度为500nm至2000nm。第一电极层20的厚度在该范围内时，既可避免第一电极层20的厚度太小，而使得第一电极层20的电阻太大，进而导致无法产生足够大的电场，影响光电探测器的正常工作；也可避免第一电极层20的厚度太大，而使得第一电极层20对衬底10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n提供衬底；/n在所述衬底上形成第一电极层；/n在所述第一电极层上形成覆盖所述第一电极层的光吸收层，所述光吸收层的材料为铜铟镓硒；/n对所述光吸收层进行刻蚀，得到多个阵列排布的光吸收块；/n采用溴水与液态有机物的混合溶液作为刻蚀液对所述光吸收块的侧壁进行刻蚀，以去除所述光吸收块侧壁上的杂质；所述杂质与溴水反应生成的化合物溶于所述液态有机物。/n

【技术特征摘要】
1.一种光电探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成第一电极层；
在所述第一电极层上形成覆盖所述第一电极层的光吸收层，所述光吸收层的材料为铜铟镓硒；
对所述光吸收层进行刻蚀，得到多个阵列排布的光吸收块；
采用溴水与液态有机物的混合溶液作为刻蚀液对所述光吸收块的侧壁进行刻蚀，以去除所述光吸收块侧壁上的杂质；所述杂质与溴水反应生成的化合物溶于所述液态有机物。


2.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述液态有机物包括丙二醇、丙三醇及丁二醇中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，溴水与液态有机物的混合溶液中，溴水的体积分数为5％～10％，溴水中溴单质的质量分数为3％。


4.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述对所述光吸收层进行刻蚀，包括：
在所述光吸收层上形成覆盖所述光吸收层的遮挡层，对所述遮挡层进行图案化处理得到阵列排布的遮挡块；
采用刻蚀液对所述光吸收层未被所述遮挡块遮挡的部分进行刻蚀，以使所述光吸收层图案化，得到多个阵列排布的光吸收块。


5.根据权利要求4所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述采用刻蚀液对所述光吸收层未被所述遮挡块遮挡的部分进行刻蚀，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：杜建华，关峰，高宇鹏，袁广才，曲峰，王政焱，王恒，何可，陈明，杨春雷，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11