本公开实施例涉及一种基于量子点的TFT红外成像仪，包括：基底；探测单元，设置于基底的一侧，且阵列排布；探测单元包括阵列排布的探测子单元，每个探测子单元均包括平面耦合的TFT器件和量子点探测结构，且每个量子点探测结构的响应波段不同；量子点探测结构用于响应红外光输出对应的电信号；TFT器件用于基于通断状态的控制，选择性传输对应的电信号；其中，响应波段覆盖短波和中波，且响应峰值之间相差0.1μm至0.5μm。由此，通过将不同响应波段的量子点探测结构和对应的TFT器件平面耦合，形成了可以探测多个响应波段且具有高波段分辨率的TFT红外成像仪，从而实现多波段的高光谱红外成像。红外成像。红外成像。
【技术实现步骤摘要】
基于量子点的TFT红外成像仪及其制备方法
[0001]本公开涉及光电传感器
，尤其涉及一种基于量子点的TFT红外成像仪及其制备方法。
技术介绍
[0002]在红外成像领域中，基于高光谱红外成像仪可以获取不同波段的光谱信息，以及获取不同波段光子的能量分布等重要信息，所以高光谱红外成像仪成为光学传感器中的一个重要应用。
[0003]其中，传统的高光谱红外成像仪主要采用红外块体材料进行制备，由于红外块体材料与硅基读出电路不兼容，通常利用分子束外延的方法将其生长在衬底上，并在硅基读出电路像素电极的中心生长铟柱，对准后通过倒装键合的方式与硅基读出电路互联，但是这种制备工艺整体较为复杂，难以将多个不同红外响应波段的材料生长在同一基底，制备出的高光谱红外成像仪只能形成某个宽波段的红外成像。
技术实现思路
[0004]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，本公开提供了一种基于量子点的TFT红外成像仪及其制备方法。
[0005]本公开提供了一种基于量子点的TFT红外成像仪，包括：
[0006]基底；
[0007]探测单元，设置于所述基底的一侧，且阵列排布；
[0008]所述探测单元包括阵列排布的探测子单元，每个所述探测子单元均包括平面耦合的TFT器件和量子点探测结构，且每个所述量子点探测结构的响应波段不同；所述量子点探测结构用于响应红外光输出对应的电信号；所述TFT器件用于基于通断状态的控制，选择性传输对应的所述电信号；
[0009]其中，所述响应波段覆盖短波和中波，且响应峰值之间相差0.1μm至0.5μm。
[0010]可选地，所述量子点探测结构包括：
[0011]第一电极，设置于所述基底的一侧；
[0012]红外感应层，设置于所述第一电极背离所述基底的一侧；
[0013]第二电极，设置于所述红外感应层背离所述第一电极的一侧；
[0014]所述TFT器件与所述第一电极连接，以和所述量子点探测结构形成平面耦合。
[0015]可选地，所述红外感应层包括：
[0016]沿所述第一电极指向所述第二电极的方向依次层叠设置的电子传输层、N型掺杂层、本征型量子点层、P型掺杂层以及空穴传输层。
[0017]可选地，所述TFT红外成像仪中：
[0018]所述电子传输层的厚度为10nm～40nm；
[0019]所述N型掺杂层的厚度为50nm～200nm；
[0020]所述本征型量子点层的厚度为300nm～600nm；
[0021]所述P型掺杂层的厚度为50nm～200nm；
[0022]所述空穴传输层的厚度为10nm～40nm；
[0023]所述第二电极的厚度为20nm～40nm。
[0024]可选地，所述TFT器件包括：
[0025]栅极，设置于所述基底的一侧；
[0026]绝缘体层，设置于所述栅极背离所述基底的一侧；
[0027]半导体层，设置于所述绝缘体层背离所述栅极的一侧；
[0028]源极和漏极，相对设置于所述半导体层背离所述绝缘体层的一侧；
[0029]所述量子点探测结构与所述绝缘体层连接，以和所述TFT器件形成平面耦合。
[0030]可选地，所述TFT红外成像仪中：
[0031]所述基底包括光敏区、设置在所述光敏区至少一侧的第一线绑定区以及设置在所述光敏区至少另一侧的第二线绑定区；
[0032]所述基底还设置栅极偏压线、偏压电极线以及信号读出线；
[0033]所述第一线绑定区设置第一线绑定点，所述栅极偏压线与所述第一线绑定点一一对应电连接；
[0034]所述第二线绑定区设置第二线绑定点和第三线绑定点，所述信号读出线与所述第二线绑定点一一对应电连接，所述偏压电极线与所述第三线绑定点一一对应电连接；
[0035]每个所述探测单元均设置于所述光敏区内；
[0036]所述栅极偏压线、所述偏压电极线以及所述信号读出线均延伸至所述光敏区，并和对应的所述TFT器件连接；
[0037]其中，所述栅极偏压线连接所述TFT器件的栅极，用于对所述栅极施加阈值电压以导通所述TFT器件；所述偏压电极线连接所述第二电极，所述TFT器件的源极连接所述第一电极，用于对所述源极施加所述TFT器件的工作电压；所述信号读出线连接所述TFT器件的漏极，用于基于导通的所述TFT器件读出所述电信号。
[0038]可选地，所述TFT红外成像仪还包括：信号处理电路，与所述基底连接，用于基于所述基底传输的所述电信号，形成对红外光的光谱成像。
[0039]本公开还提供了一种基于量子点的TFT红外成像仪的制备方法，用于制备以上任一种TFT红外成像仪，所述方法包括：
[0040]提供基底；
[0041]在所述基底的一侧形成阵列排布的探测单元；
[0042]所述探测单元包括阵列排布的探测子单元，每个所述探测子单元均包括平面耦合的TFT器件和量子点探测结构，且每个所述量子点探测结构的响应波段不同；所述量子点探测结构用于响应红外光输出对应的电信号；所述TFT器件用于基于通断状态的控制，选择性传输对应的所述电信号；
[0043]其中，所述响应波段覆盖短波和中波，且所述响应峰值之间相差0.1μm至0.5μm。
[0044]可选地，形成所述探测单元，包括：
[0045]采用膜层堆叠沉积工艺形成所述TFT器件；
[0046]基于旋涂、喷涂及光刻中的至少一种方式，堆叠形成所述量子点探测结构。
[0047]可选地，形成所述量子点探测结构包括：
[0048]在所述基底的一侧形成第一电极；
[0049]在所述第一电极背离所述基底的一侧形成红外感应层；
[0050]在所述红外感应层背离所述第一电极的一侧形成第二电极；
[0051]所述TFT器件包括半导体层，形成所述半导体层包括：
[0052]采用等离子
‑
化学气相沉积的方式，形成所述半导体层。
[0053]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：
[0054]本公开实施例提供的基于量子点的TFT红外成像仪，包括：基底；探测单元，设置于基底的一侧，且阵列排布；探测单元包括阵列排布的探测子单元，每个探测子单元均包括平面耦合的TFT器件和量子点探测结构，且每个量子点探测结构的响应波段不同；量子点探测结构用于响应红外光输出对应的电信号；TFT器件用于基于通断状态的控制，选择性传输对应的电信号；其中，响应波段覆盖短波和中波，且响应峰值之间相差0.1μm至0.5μm。由此，通过将不同响应波段的量子点探测结构和对应的TFT器件平面耦合，形成了可以探测多个响应波段且具有高波段分辨率的TFT红外成像仪，从而实现多波段的高光谱红外成像。
附图说明
[0055]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，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于量子点的TFT红外成像仪，其特征在于，包括：基底；探测单元，设置于所述基底的一侧，且阵列排布；所述探测单元包括阵列排布的探测子单元，每个所述探测子单元均包括平面耦合的TFT器件和量子点探测结构，且每个所述量子点探测结构的响应波段不同；所述量子点探测结构用于响应红外光输出对应的电信号；所述TFT器件用于基于通断状态的控制，选择性传输对应的所述电信号；其中，所述响应波段覆盖短波和中波，且响应峰值之间相差0.1μm至0.5μm。2.根据权利要求1所述的TFT红外成像仪，其特征在于，所述量子点探测结构包括：第一电极，设置于所述基底的一侧；红外感应层，设置于所述第一电极背离所述基底的一侧；第二电极，设置于所述红外感应层背离所述第一电极的一侧；所述TFT器件与所述第一电极连接，以和所述量子点探测结构形成平面耦合。3.根据权利要求2所述的TFT红外成像仪，其特征在于，所述红外感应层包括：沿所述第一电极指向所述第二电极的方向依次层叠设置的电子传输层、N型掺杂层、本征型量子点层、P型掺杂层以及空穴传输层。4.根据权利要求3所述的TFT红外成像仪，其特征在于，所述电子传输层的厚度为10nm～40nm；所述N型掺杂层的厚度为50nm～200nm；所述本征型量子点层的厚度为300nm～600nm；所述P型掺杂层的厚度为50nm～200nm；所述空穴传输层的厚度为10nm～40nm；所述第二电极的厚度为20nm～40nm。5.根据权利要求1所述的TFT红外成像仪，其特征在于，所述TFT器件包括：栅极，设置于所述基底的一侧；绝缘体层，设置于所述栅极背离所述基底的一侧；半导体层，设置于所述绝缘体层背离所述栅极的一侧；源极和漏极，相对设置于所述半导体层背离所述绝缘体层的一侧；所述量子点探测结构与所述绝缘体层连接，以和所述TFT器件形成平面耦合。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的TFT红外成像仪，其特征在于，所述基底包括光敏区、设置在所述光敏区至少一侧的第一线绑定区以及设置在所述光敏区至少另一侧的第二线绑定区；所述基底还设置栅极偏压线、偏压电极线以及信号读出线；所述第一线绑定区设置第一线绑定点，所述栅极...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇宁，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：
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