钙钛矿紫外-X射线焦平面阵列探测器及其制备方法技术

本公开实施例涉及一种钙钛矿紫外

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿紫外
‑
X射线焦平面阵列探测器及其制备方法


[0001]本公开涉及光电传感器和纳米半导体材料
，尤其涉及一种钙钛矿紫外
‑
X射线焦平面阵列探测器及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，非晶硒(a
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Se)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)和氮化镓(GaN)等紫外探测器、X射线探测器在市场上比较成熟，但这几种材料的探测器所能检测的波长范围较短，不能同时包含紫外和X射线波段。同时材料制备困难，需要在高真空环境中多次进行外延生长，制备流程复杂且时间较长，成本较高。这几种材料与基于互补性金属氧化物半导体技术制作的焦平面阵列读出电路进行信号耦合时，需要的工艺复杂且设备投入费用较高，并且由于其生产速率慢，导致存在大规模焦平面阵列键合成功率低的痛点。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种钙钛矿紫外
‑
X射线焦平面阵列探测器及其制备方法。
[0004]本公开提供了一种钙钛矿紫外
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X射线焦平面阵列探测器，包括阵列排布的探测单元，每个所述探测单元均包括：
[0005]第一电极；
[0006]钙钛矿层，设置于所述第一电极的一侧；
[0007]第二电极，设置于所述钙钛矿层背离所述第一电极的一侧。
[0008]可选地，所述探测单元还包括：
[0009]空穴传输层，设置于所述钙钛矿层与所述第一电极之间；
[0010]电子传输层，设置于所述钙钛矿层与所述第二电极之间。
[0011]可选地，所述探测单元还包括：
[0012]空穴阻挡缓冲层，设置于所述电子传输层与所述第二电极之间。
[0013]可选地，所述探测单元还包括：
[0014]电子阻挡缓冲层，设置于所述空穴传输层与所述第一电极之间。
[0015]可选地，该焦平面阵列探测器还包括：
[0016]焦平面阵列读出电路，包括阵列排布的像素区域；
[0017]每个所述探测单元设置在对应的一个所述像素区域内。
[0018]可选地，所述焦平面阵列读出电路包括：
[0019]在每个所述像素区域内设置的中心像素电极和公共地电极；
[0020]所述中心像素电极与所述第一电极为同一电极；
[0021]所述公共地电极与所述第二电极连接。
[0022]可选地，该焦平面阵列探测器还包括：
[0023]信号处理电路，与所述焦平面阵列读出电路连接；
[0024]所述信号处理电路用于基于所述焦平面阵列读出电路传输的光电响应信号，确定目标探测物的信息。
[0025]本公开还提供了一种钙钛矿紫外
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X射线焦平面阵列探测器的制备方法，所述方法用于制备形成上述任一种焦平面阵列探测器；所述方法包括：
[0026]形成阵列排布的探测单元；
[0027]其中，形成所述探测单元，包括：
[0028]形成第一电极；
[0029]在所述第一电极的一侧形成钙钛矿层；
[0030]在所述钙钛矿层背离所述第一电极的一侧形成第二电极。
[0031]可选地，该方法还包括：
[0032]提供焦平面阵列读出电路；所述焦平面阵列读出电路包括阵列排布的像素区域；
[0033]所述形成阵列排布的探测单元，包括：在单个像素区域内形成一个所述探测单元；
[0034]所述形成第一电极，包括：基于蒸镀或溅射中的至少一种方式，在所述焦平面阵列读出电路的像素区域内形成所述第一电极；
[0035]所述形成钙钛矿层，包括：基于滴涂、喷涂、旋涂、刀刮和墨水打印中的至少一种方式，在所述第一电极的背离所述焦平面阵列读出电路的一侧形成所述钙钛矿层；
[0036]所述形成第二电极，包括：基于蒸镀或溅射中的至少一种方式，在所述钙钛矿层背离所述第一电极的一侧形成所述第二电极。
[0037]可选地，该方法还包括：
[0038]在所述形成钙钛矿层之前，在第一电极的一侧形成空穴传输层；
[0039]在所述形成第二电极之前，在所述钙钛矿层背离所述空穴传输层的一侧依次层叠的形成电子传输层和空穴阻挡缓冲层。
[0040]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0041]本公开实施例提供的一种钙钛矿紫外
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X射线焦平面阵列探测器，包括阵列排布的探测单元，每个探测单元均包括：第一电极；钙钛矿层，设置于第一电极的一侧；第二电极，设置于钙钛矿层背离第一电极的一侧。基于钙钛矿具有较高的原子序数、高能辐射光谱的强吸收、高光致发光和量子产率的特性，以及钙钛矿材料能够同时检测紫外和X射线波段光谱，且制备钙钛矿材料的方法简单、制备速度快，因此其成为大规模制备紫外
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X射线探测器的优选材料。由此，通过使用具有优异光电性能的钙钛矿材料作为紫外
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X射线探测器的光电敏感材料，使得该探测器能够探测紫外
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X射线波段光谱；并且该探测器的垂直结构能够降低焦平面像素点之间的信号串扰，进一步减小焦平面阵列的暗电流强度，进而增强光电响应，以此提升探测器的探测性能。进一步地，该探测器中的膜层可以采用滴涂、旋涂、喷涂等方法制备，信号耦合过程无需倒装键合工艺，从而有利于降低制备成本和增加制备成功率。
附图说明
[0042]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0043]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1为本公开实施例提供的一种焦平面阵列读出电路的结构示意图；
[0045]图2为本公开实施例提供的一种探测单元的结构示意图；
[0046]图3为本公开实施例提供的另一种探测单元的结构示意图；
[0047]图4为本公开实施例提供的又一种探测单元的结构示意图；
[0048]图5为本公开实施例提供的一种焦平面阵列探测器的结构示意图；
[0049]图6为本公开实施例提供的另一种焦平面阵列探测器的结构示意图；
[0050]图7为本公开实施例提供的一种焦平面阵列探测器的制备方法的流程示意图。
[0051]其中，10、探测单元；11、第一电极；12、钙钛矿层；13、第二电极；14、空穴传输层；15、电子传输层；16、空穴阻挡缓冲层；17、像素区域；101、公共地电极；102、焦平面阵列读出电路；103、焦平面阵列读出电路内部电路的参考电压(即V
erf
)。
具体实施方式
[0052]为了能够更清楚地理解本公开的上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿紫外
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X射线焦平面阵列探测器，其特征在于，包括阵列排布的探测单元，每个所述探测单元均包括：第一电极；钙钛矿层，设置于所述第一电极的一侧；第二电极，设置于所述钙钛矿层背离所述第一电极的一侧。2.根据权利要求1所述的焦平面阵列探测器，其特征在于，所述探测单元还包括：空穴传输层，设置于所述钙钛矿层与所述第一电极之间；电子传输层，设置于所述钙钛矿层与所述第二电极之间。3.根据权利要求2所述的焦平面阵列探测器，其特征在于，所述探测单元还包括：空穴阻挡缓冲层，设置于所述电子传输层与所述第二电极之间。4.根据权利要求2或3所述的焦平面阵列探测器，其特征在于，所述探测单元还包括：电子阻挡缓冲层，设置于所述空穴传输层与所述第一电极之间。5.根据权利要求1
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3任一项所述的焦平面阵列探测器，其特征在于，还包括：焦平面阵列读出电路，包括阵列排布的像素区域；每个所述探测单元设置在对应的一个所述像素区域内。6.根据权利要求5所述的焦平面阵列探测器，其特征在于，所述焦平面阵列读出电路包括：在每个所述像素区域内设置的中心像素电极和公共地电极；所述中心像素电极与所述第一电极为同一电极；所述公共地电极与所述第二电极连接。7.根据权利要求5所述的焦平面阵列探测器，其特征在于，还包括：信号处理电路，与所述焦平面阵列读出电路连接；所述信号处理电路用于基于所述焦平...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭伊玫，张硕，刘雁飞，
申请(专利权)人：中芯热成科技北京有限责任公司，
类型：发明
国别省市：