半导体膜、光检测元件、图像传感器及半导体膜的制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体膜，其包含含有Pb原子的半导体量子点的集合体和与半导体量子点配位的配体，1价以下的Pb原子的个数相对于2价Pb原子的个数之比为0.20以下。也提供一种包含半导体膜的光检测元件及图像传感器。也提供一种半导体膜的制造方法。种半导体膜的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体膜、光检测元件、图像传感器及半导体膜的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种包含含有Pb原子的半导体量子点的半导体膜、光检测元件、图像传感器及半导体膜的制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，在智能手机和监控摄像机、车载相机等领域中，能够检测红外区域的光的光检测元件备受瞩目。
[0003]以往，在用于图像传感器等的光检测元件中，使用将硅晶片用作光电转换层的原材料的硅光电二极管。然而，硅光电二极管在波长900nm以上的红外区域中的灵敏度较低。
[0004]并且，作为近红外光的受光元件而被熟知的InGaAs系半导体材料中，存在为了实现高量子效率而需要外延生长等需要成本非常高的工艺的问题，因此尚未得到普及。
[0005]并且，近年来，一直对半导体量子点进行研究。非专利文献1中，记载有一种太阳能电池器件，其具有通过ZnI2和3
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巯基丙酸进行处理且包含PbS量子点的半导体膜作为光电转换层。
[0006]以往技术文献
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1：Santanu Pradhan，Alexandros Stavrinadis，Shuchi Gupta，Yu Bi，Francesco Di Stasio，and Gerasimos Konstantatos，“Trap
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State Suppression and Improved Charge Transport in PbS Quantum Dot Solar Cells with Synergistic Mixed
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Ligand Treatments”，Small 13，1700598(2017)

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的技术课题
[0010]近年来，随着对图像传感器等要求提高性能，对用于这些中的光检测元件序所需的各种特性也要求进一步提高。例如，需要进一步减少光检测元件的暗电流。通过减少光检测元件的暗电流，在图像传感器中，能够获得更高的信号噪声比(SN比)。
[0011]根据本专利技术人的研究，发现关于具有用半导体量子点形成的光电转换层的光检测元件，存在暗电流相对高的倾向，因此尚有减少暗电流的余地。另外，暗电流是指不照射光时流动的电流。
[0012]并且，本专利技术人对非专利文献1中记载的半导体膜进行研究的结果，发现在该半导体膜中存在暗电流高的倾向。
[0013]因此，本专利技术的目的在于提供一种暗电流减少的半导体膜、光电转换元件、图像传感器及半导体膜的制造方法。
[0014]用于解决技术课题的手段
[0015]本专利技术人对包含含有Pb原子的半导体量子点的集合体及与半导体量子点配位的配体的半导体膜进行深入研究的结果，发现通过减少1价以下的Pb原子之比率，能够减少暗
电流，以至完成了本专利技术。因此，本专利技术提供以下内容。
[0016]<1>一种半导体膜，其包含含有Pb原子的半导体量子点的集合体及与上述半导体量子点配位的配体，
[0017]1价以下的Pb原子的个数相对于2价Pb原子的个数之比为0.20以下。
[0018]<2>根据<1>所述的半导体膜，其中，
[0019]1价以下的Pb原子的个数相对于2价Pb原子的个数之比为0.10以下。
[0020]<3>根据<1>所述的半导体膜，其中，
[0021]1价以下的Pb原子的个数相对于2价Pb原子的个数之比为0.05以下。
[0022]<4>根据<1>至<3>中任一项所述的半导体膜，其中，
[0023]上述半导体量子点含有PbS。
[0024]<5>根据<1>至<4>中任一项所述的半导体膜，其中，
[0025]上述配体包含选自含有卤原子的配体及含有2个以上配位部的多齿配体中的至少一种。
[0026]<6>根据<5>所述的半导体膜，其中，
[0027]上述含有卤原子的配体为无机卤化物。
[0028]<7>根据<6>所述的半导体膜，其中，
[0029]上述无机卤化物含有Zn原子。
[0030]<8>根据<5>至<7>中任一项所述的半导体膜，其中，
[0031]上述含有卤原子的配体含有碘原子。
[0032]<9>一种光检测元件，其包含<1>至<8>中任一项所述的半导体膜。
[0033]<10>一种图像传感器，其包含<9>所述的光检测元件。
[0034]<11>一种半导体膜的制造方法，其包括：
[0035]半导体量子点集合体形成工序，在基板上赋予包含含有Pb原子的半导体量子点、与上述半导体量子点配位的第1配体及溶剂的半导体量子点分散液而形成半导体量子点的集合体的膜；
[0036]配体交换工序，对通过上述半导体量子点集合体形成工序形成的上述半导体量子点的集合体的膜赋予包含与上述第1配体不同的第2配体及溶剂的配体溶液，将与半导体量子点配位的第1配体和配体溶液中包含的第2配体进行交换；
[0037]冲洗工序，使上述配体交换工序后的半导体量子点的集合体的膜与非质子性溶剂接触而进行冲洗；及
[0038]干燥工序，对冲洗工序后的半导体膜在含氧气体环境下进行干燥。
[0039]专利技术效果
[0040]根据本专利技术，能够提供一种暗电流减少的半导体膜、光电转换元件、图像传感器及半导体膜的制造方法。
附图说明
[0041]图1是表示光检测元件的一实施方式的图。
具体实施方式
[0042]以下，对本专利技术的内容进行详细说明。
[0043]本说明书中，“～”是以将其前后所记载的数值作为下限值及上限值而包括的含义来使用。
[0044]本说明书中的基团(原子团)的标记中，未标有经取代及未经取代的标记包括不具有取代基的基团(原子团)，也包括具有取代基的基团(原子团)。例如，“烷基”不仅包括不具有取代基的烷基(未经取代的烷基)，也包括具有取代基的烷基(经取代的烷基)。
[0045]<半导体膜>
[0046]本专利技术的半导体膜的特征为，其包含：
[0047]含有Pb本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体膜，其包含含有Pb原子的半导体量子点的集合体及与所述半导体量子点配位的配体，1价以下的Pb原子的个数相对于2价Pb原子的个数之比为0.20以下。2.根据权利要求1所述的半导体膜，其中，1价以下的Pb原子的个数相对于2价Pb原子的个数之比为0.10以下。3.根据权利要求1所述的半导体膜，其中，1价以下的Pb原子的个数相对于2价Pb原子的个数之比为0.05以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体膜，其中，所述半导体量子点含有PbS。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体膜，其中，所述配体包含选自含有卤原子的配体及含有2个以上配位部的多齿配体中的至少一种。6.根据权利要求5所述的半导体膜，其中，所述含有卤原子的配体为无机卤化物。7.根据权利要求6所述的半导体膜，其中，所述无机卤化物含有Zn原子。8.根据权利要求5至7...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野雅司，高田真宏，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：