CN116884852B - 非光敏型二极管及其制造方法、图像传感器 - Google Patents
非光敏型二极管及其制造方法、图像传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116884852B CN116884852B CN202311131162.4A CN202311131162A CN116884852B CN 116884852 B CN116884852 B CN 116884852B CN 202311131162 A CN202311131162 A CN 202311131162A CN 116884852 B CN116884852 B CN 116884852B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lead iodide
- layer
- transport layer
- forming
- photosensitive diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 74
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 39
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 claims description 20
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 13
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 12
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 12
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 120
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66969—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
- H01L27/14605—Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/24—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only semiconductor materials not provided for in groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/8613—Mesa PN junction diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本公开涉及非光敏型二极管及其制造方法、图像传感器。该用于制造非光敏型二极管的方法包括：形成堆叠于导电衬底的电子传输层，其中，导电衬底包括衬底和导电膜，衬底、导电膜及电子传输层依次堆叠；形成堆叠于电子传输层的碘化铅层，形成碘化铅层的步骤包括：通过匀胶工艺在电子传输层涂覆碘化铅前驱体溶液，碘化铅前驱体溶液的溶质浓度在0.5mol/L至1mol/L的范围，碘化铅前驱体溶液的溶质为纯度大于或等于99%的碘化铅；以及形成依次堆叠于碘化铅层的空穴传输层及电极层。该方法可用于制造具有高整流性能，并保证了对光照的不敏感性能的二极管。
Description
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，特别是涉及非光敏型二极管及其制造方法、图像传感器。
背景技术
半导体元件在许多领域有着广泛应用，例如在光电成像技术领域，利用半导体器件的光电效应，可将光信号转化为电信号，继而可实现成像。
在例如图像传感器中，还有一些与光电二极管电连接的元件，这些元件中的一部分也可利用半导体工艺形成。而图像传感器工作时，要对像素进行选择，这使得图像传感器的各位置要在光照条件下及不光照条件下工作。尤其是像素处设置的半导体元件，很难像其他电路结构处的元件一样利用涂漆、遮挡等方式保持不光照。
图像传感器总是要在光照条件下及不光照条件工作，因而期望其电路中的二极管的性能能够较好地适应工作环境。
发明内容
基于此，有必要针对二极管性能受光照影响较大的问题，提供一种非光敏型二极管及其制造方法、图像传感器。
本公开实施方式提供一种用于制造非光敏型二极管的方法，该方法包括：形成堆叠于导电衬底的电子传输层，其中，导电衬底包括衬底和导电膜，衬底、导电膜及电子传输层依次堆叠；形成堆叠于电子传输层的碘化铅层，形成碘化铅层的步骤包括：通过匀胶工艺在电子传输层涂覆碘化铅前驱体溶液，碘化铅前驱体溶液的溶质浓度在0.5mol/L至1mol/L的范围，碘化铅前驱体溶液的溶质为纯度大于或等于99%的碘化铅；以及形成依次堆叠于碘化铅层的空穴传输层及电极层。
本公开实施方式提供的用于制造非光敏型二极管的方法简单、可控性强，通过该特征的碘化铅前驱体溶液形成的碘化铅层，能够使二极管具有高整流性能，并保证了对光照的不敏感性能。所形成的二极管对材料要求较低，具有较高的稳定性，此外，该方法的工艺成本及二极管的制造成本较低。
在一些实施方式中，形成碘化铅层的步骤包括：将碘化铅溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂，利用加热搅拌器在60℃至70℃温度下、以1500rpm至2000rpm转速进行1h至2h的搅拌，形成碘化铅前驱体溶液。
如此设置，能够将碘化铅良好地溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶剂，继而有助于良好地形成碘化铅层。
在一些实施方式中，形成碘化铅层的步骤包括：利用匀胶机以1500rpm至2000rpm转速对碘化铅前驱体溶液进行30s至40s的匀胶；匀胶的步骤后放置20h至24h。
如此设置，可以将碘化铅前驱体溶液进行均匀地涂覆，继而保证碘化铅层的结构均匀、性能可靠均衡。
示例性地，放置的步骤为自然放置。
在一些实施方式中，碘化铅前驱体溶液的溶质浓度为0.9mol/L。
如此设置，发现所形成的碘化铅层使非光敏型二极管具有基本是最好的整流性能。
在一些实施方式中，利用具有碘化铅层图形的掩模形成碘化铅层，掩模的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
如此设置，可容易地限制碘化铅层的形状，并保证厚度。掩模可反复使用，其在使用时例如在放置步骤中保证碘化铅前驱体溶液稳定。
在一些实施方式中，形成电子传输层的步骤包括：通过磁控溅射工艺，以80W至120W功率在0.1MPa至0.2MPa压力的氩气气氛中溅射氧化锌材料30min至40min，磁控溅射工艺中氧化锌靶材的纯度大于或等于99.9%；形成空穴传输层的步骤包括：通过磁控溅射工艺，以80W至120W功率在0.1MPa至0.2MPa压力的氩气气氛中溅射氧化镍材料30min至40min，磁控溅射工艺中氧化镍靶材的纯度大于或等于99.9%；形成电极层的步骤包括：通过磁控溅射工艺，以60W至80W功率在0.1MPa至0.2MPa压力的氩气气氛中溅射银材料10min至15min，磁控溅射工艺中银靶材的纯度大于或等于99.99%。
如此设置，有助于使本公开实施方式提供的方法工艺简单可控、制备周期短、材料廉价、重复性强。另外，可根据实际的生产要求，可以灵活地调整工艺参数。
在一些实施方式中，形成电子传输层的步骤中磁控溅射工艺的功率为100W；形成空穴传输层的步骤中磁控溅射工艺的功率为100W。
如此设置，有助于稳定地形成性能可靠的非光敏型二极管。
本公开实施方式还提供非光敏型二极管，该非光敏型二极管根据前述的方法的步骤形成。
该非光敏型二极管可以广泛应用在光电成像领域，有助于较大地提高成像精度。此外在电工电子和信息技术等领域也有广阔的应用前景。
在一些实施方式中，导电膜、电子传输层、碘化铅层、空穴传输层及电极层沿堆叠方向具有依次减小的投影面积。
如此设置，可使非光敏型二极管的结构可靠，电性能稳定。
本公开实施方式提供图像传感器，包括多个像素，至少一个像素包括前述的非光敏型二极管。
本公开实施方式提供的图像传感器在光照条件下性能稳定，能够有效地克服像素串扰问题，具有较高的成像精度。
附图说明
图1为本公开实施方式提供的用于制造非光敏型二极管的方法的流程框图；
图2为本公开实施方式提供的形成碘化铅层步骤的流程框图；
图3为本公开实施方式提供的非光敏型二极管的结构示意图；
图4为本公开实施方式提供的非光敏型二极管的示意性俯视图；
图5为本公开实施方式提供的掩模的示意性俯视图；
图6为本公开实施方式形成的碘化铅层在五倍金相显微镜下的照片；
图7为本公开实施方式形成的碘化铅层在一百倍金相显微镜下的照片；
图8为本公开实施方式提供的第一种非光敏型二极管在光照环境中和不光照环境中的电压电流曲线对比图；
图9为本公开实施方式提供的第二种非光敏型二极管在光照环境中的电压电流曲线图；
图10为本公开实施方式提供的第三种非光敏型二极管在光照环境中的电压电流曲线图；
图11为本公开实施方式提供的第四种非光敏型二极管在光照环境中的电压电流曲线图；
图12为本公开实施方式提供的第五种非光敏型二极管在光照环境中的电压电流曲线图；
图13为本公开实施方式提供的第六种非光敏型二极管在光照环境中的电压电流曲线图；
图14为本公开实施方式提供的图像传感器。
附图标记说明：10、导电衬底；1、衬底；2、导电膜；3、电子传输层；4、碘化铅层；5、空穴传输层；6、电极层；
100、非光敏型二极管；200、第二掩模；201、第二掩模本体；202、碘化铅层图形；300、图像传感器；301、互连层；302、像素。
具体实施方式
为使本公开实施方式的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本公开实施方式的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开实施方式。但是本公开实施方式能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本公开实施方式内涵的情况下做类似改进，因此本公开实施方式不受下面公开实施方式的具体实施例的限制。
在本公开实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施方式的限制。
在本公开实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。示例性地，第一像素也可被称作第二像素，第二像素也可被称作第一像素。在本公开实施方式的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本公开实施方式中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是柔性连接，也可以是沿至少一个方向的刚性连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者使直接相连同时存在中间媒介，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。术语“安装”、“设置”、“固定”等可以广义理解为连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施方式中的具体含义。
本文中所使用的，术语“层”、“区”指代包括具有一定厚度的区域的材料部分。层能够水平地、垂直地和/或沿着锥形表面延伸。层能够是均匀或不均匀连续结构的区域，其垂直于延伸方向的厚度可不大于连续结构的厚度。层能够包括多个层，可以是堆叠的多个层，也可以是离散地延伸的多个层。附图中各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性地，实际可能因制造公差或技术限制而有所偏差，并可根据实际需求而调整设计。
参阅图1，图1示出了本公开实施例中用于制造非光敏型二极管的方法的流程图。本公开实施例提供的用于制造非光敏型二极管的方法1000，包括下述的步骤。
步骤S101，形成堆叠于导电衬底的电子传输层。示例性地，参考图3，导电衬底10可包括衬底1和导电膜2。衬底1可以是玻璃等透明衬底，也可以是例如蓝宝石。导电膜2的材料可包括氧化铟锡（ITO）或掺氟二氧化锡（FTO）。衬底1、导电膜2及电子传输层3可沿Z轴方向依次堆叠。
步骤S102，形成堆叠于电子传输层的碘化铅层。在一些实施例中，形成碘化铅层4的步骤包括：通过匀胶工艺在电子传输层3涂覆碘化铅前驱体溶液，碘化铅前驱体溶液的溶质浓度在0.5mol/L至1mol/L的范围，碘化铅前驱体溶液的溶质为纯度大于或等于99%的碘化铅。
结合图2所示，图2示出了本公开实施例中步骤S102的流程图，示例性地，步骤S102可包括：步骤S201，形成碘化铅前驱体溶液；步骤S202，例如前述的对碘化铅前驱体溶液进行匀胶的步骤；及步骤S203，放置20h至24h。
方法1000还包括形成依次堆叠于碘化铅层的空穴传输层及电极层的步骤。示例性地，方法1000可包括：步骤S103，形成空穴传输层5，空穴传输层5堆叠于碘化铅层4；及步骤S104：形成电极层6，电极层6堆叠于空穴传输层5。
本公开实施方式提供的用于制造非光敏型二极管的方法，对材料的工艺要求低，工艺方法较容易执行，工艺可控性强。该方法可制造具有高整流特性的非光敏型二极管。
示例性地，形成碘化铅层的步骤包括：将碘化铅溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂，利用加热搅拌器在60℃至70℃温度下、以1500rpm至2000rpm转速进行1h至2h的搅拌，形成碘化铅前驱体溶液；利用匀胶机以1500rpm至2000rpm转速对碘化铅前驱体溶液进行30s至40s的匀胶；匀胶的步骤后放置20h至24h。如此可保证所旋涂膜层的均匀致密性，继而保证碘化铅层的性能均衡可靠。
示例性地，用于制造非光敏型二极管的方法1000中，形成电子传输层的步骤可包括：通过磁控溅射工艺，以80W至120W功率在0.1MPa至0.2MPa压力的氩气气氛中溅射氧化锌材料30min至40min，该磁控溅射工艺中氧化锌靶材的纯度大于或等于99.9%。如此可简单、快速地形成电子传输层，并有助于保证非光敏型二极管的性能。
示例性地，形成空穴传输层的步骤包括：通过磁控溅射工艺，以80W至120W功率在0.1MPa至0.2MPa压力的氩气气氛中溅射氧化镍材料30min至40min，该磁控溅射工艺中氧化镍靶材的纯度大于或等于99.9%。如此可简单、快速地形成空穴传输层，并有助于保证非光敏型二极管的性能。
形成电极层的步骤包括：通过磁控溅射工艺，以60W至80W功率在0.1MPa至0.2MPa压力的氩气气氛中溅射银材料10min至15min，该磁控溅射工艺中银靶材的纯度大于或等于99.99%。如此可保证电极层的导电性能。
参考图3至图8，在一些实施方式中，本公开实施例提供的用于制造非光敏型二极管的方法，可利用掩模在导电衬底10上依次形成各材料层。各掩模的边长可为例如1cm，厚度可为0.2cm，材料可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
图5示出的可为第二掩模200，用于形成碘化铅层4。第二掩模200的第二掩模本体201可大致为框型。第二掩模200包括碘化铅层图形202，碘化铅层图形202的尺寸可为0.6cm×0.6cm。示例性地，用于形成电子传输层3的第一掩模的图形尺寸可为0.8cm×0.8cm；用于形成空穴传输层5的第三掩模的图形尺寸可为0.4cm×0.4cm；用于形成电极层6的第四掩模的图形尺寸可为0.2cm×0.2cm。
导电衬底10在XY面内的尺寸可为2cm×2cm。导电膜2的材料可为掺氟二氧化锡。示例性地，可将第一掩模用胶布贴在导电衬底10的中央，继而通过磁控溅射工艺在0.1MPa压力的氩气气氛中、以100W功率在导电膜2表面溅射30min，氧化锌靶材的纯度为99.9%。参考图3和图4，所形成的电子传输层3在XY面内的尺寸可为0.8cm×0.8cm，材料可包括氧化锌。
去掉第一掩模后，可将第二掩模200贴在所得样品中央。碘化铅层图形202暴露出电子传输层3的一部分。可另外配置碘化铅前驱体溶液，例如可将2.772g纯度99%以上的PbI2溶于10mL的N,N-二甲基甲酰胺溶剂；示例性地，可利用磁力加热搅拌仪在60℃、1500rpm的条件下搅拌前述混合液1h，得到浓度大致为0.6mol/L的碘化铅前驱体溶液。然后可利用移液枪向碘化铅层图形202内移液，例如25μL的碘化铅前驱体溶液。可利用匀胶机在1500rpm的条件下匀胶30s，继而将匀胶后的样品自然放置24h，以形成碘化铅层4。形成碘化铅层4后可去掉第二掩模200。
参考图6，图6示出了该实施例基于0.6mol/L的碘化铅前驱体溶液形成的碘化铅层在五倍金相显微镜下的照片。可观察到，所形成的碘化铅层均匀致密。
参考图7，图7为该碘化铅层在一百倍金相显微镜下的照片。可观察到，碘化铅层中碘化铅材料分布均匀，且呈枝晶状。
将第三掩模贴在所得样品中央，第三掩模的图形可暴露出碘化铅层4的一部分。利用磁控溅射工艺在0.1MPa的氩气气氛中、以100W功率在碘化铅层4表面溅射30min，氧化镍靶材的纯度为99.9%。参考图3和图4，所形成的空穴传输层5在XY面内的尺寸可为0.4cm×0.4cm，材料可包括氧化镍。
去掉第三掩模后，可将第四掩模粘贴在所得样品中央。第四掩模的图形可暴露出空穴传输层5的一部分。利用磁控溅射工艺在0.1MPa的氩气气氛中、以60W功率在空穴传输层5表面溅射10min，银靶材的纯度为99.99%。参考图3和图4，所形成的电极层6在XY面内的尺寸可为0.2cm×0.2cm，材料可包括银。
本公开实施例提供了一种根据前述步骤形成的非光敏型二极管100。示例性地，非光敏型二极管100包括依次堆叠的导电膜2、电子传输层3、碘化铅层4、空穴传输层5及电极层6。导电膜2、电子传输层3、碘化铅层4、空穴传输层5及电极层6可沿Z轴方向堆叠，且具有依次减小的投影面积，有助于防止各材料层边缘处电性能变化。在另一些实施方式中，非光敏型二极管100的外周可利用例如光刻工艺切割。
分别在光照条件下和不光照条件下对本公开实施例的非光敏型二极管100进行检测，可得到如图8所示的曲线图。该非光敏型二极管100在光照环境中的电流电压曲线和在不光照环境中的电流电压曲线几乎一致，该非光敏型二极管100在光照环境中和不光照环境中都具有一定的整流性能。该非光敏型二极管100具有非光敏特性，可知其应用于图像传感器300（图14）时可在光照条件下实现抑制像素串扰。
示例性地，形成电子传输层3的步骤中磁控溅射工艺的功率为100W；形成空穴传输层5的步骤中磁控溅射工艺的功率为100W，如此设置，用于制造非光敏型二极管的方法1000的重复性强，有助于保证所制造的非光敏型二极管100性能稳定可靠。
在另一些实施方式中，形成电子传输层3的步骤中，例如可在0.1MPa压力的氩气气氛中、以80W功率在导电膜2表面溅射30min，氧化锌靶材的纯度在99.9%以上。形成碘化铅层4的步骤中，可移液0.6mol/L的碘化铅前驱体溶液30μL，继而可在例如2000rpm转速下匀胶40s，然后自然放置20h。形成空穴传输层5的步骤中，例如可在0.1MPa的氩气气氛中、以80W功率在碘化铅层4表面溅射30min，氧化镍靶材的纯度在99.9%以上。如此可以较低的成本实现电子传输层3和空穴传输层5，并保证碘化铅层4的性能可靠。
在另一些实施方式中，形成电子传输层3的步骤中，例如可在0.2MPa压力的氩气气氛中、以120W功率在导电膜2表面溅射40min，氧化锌靶材的纯度在99.9%以上。形成碘化铅层4的步骤中，可根据掩模的图形尺寸将0.6mol/L的碘化铅前驱体溶液进行移液，继而可在例如1500rpm转速下匀胶40s，然后自然放置24h。形成空穴传输层5的步骤中，例如可在0.2MPa的氩气气氛中、以120W功率在碘化铅层4表面溅射30min，氧化镍靶材的纯度在99.9%以上。形成电极层6的步骤中，例如可利用磁控溅射工艺在0.2MPa的氩气气氛中、以80W功率在空穴传输层5表面溅射15min，银靶材的纯度为99.99%。如此可形成非光敏型二极管100，具有光照条件下的整流能力。
参考图3至图5，可利用前述的一套掩模进行制造。示例性地，通过磁控溅射工艺在0.1MPa压力的氩气气氛中、以100W功率在导电膜2表面溅射30min，氧化锌靶材的纯度为99.9%，导电膜2的材料可为掺氟二氧化锡。
可另外配置碘化铅前驱体溶液，例如可分别将2.31g、3.23g、3.69g、4.16g及4.64g纯度99%以上的PbI2溶于10mL的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，可利用磁力加热搅拌仪在60℃、1500rpm的条件下搅拌前述混合液1h，得到浓度分别大致为0.5mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L、1.0mol/L的五种碘化铅前驱体溶液。
然后向不同的样品分别移液，例如25μL的前述各浓度的碘化铅前驱体溶液。可对各个样品利用匀胶机在1500rpm的条件下匀胶30s，继而将匀胶后的样品自然放置24h，以形成碘化铅层4。可利用磁控溅射工艺在0.1MPa的氩气气氛中、以100W功率在碘化铅层4表面溅射30min，氧化镍靶材的纯度为99.9%。可利用磁控溅射工艺在0.1MPa的氩气气氛中、以60W功率在空穴传输层5表面溅射10min，银靶材的纯度为99.99%。
本公开实施例提供了五种根据前述步骤形成的非光敏型二极管100。参考图9，该实施例基于0.5mol/L的碘化铅前驱体溶液形成的非光敏型二极管100具有整流能力。参考图10，该实施例基于0.7mol/L的碘化铅前驱体溶液形成的非光敏型二极管100具有整流能力。参考图11，该实施例基于0.8mol/L的碘化铅前驱体溶液形成的非光敏型二极管100具有整流能力。参考图12，该实施例基于0.9mol/L的碘化铅前驱体溶液形成的非光敏型二极管100具有整流能力。参考图13，该实施例基于1.0mol/L的碘化铅前驱体溶液形成的非光敏型二极管100具有整流能力。
参考图9、图8、图10、图11、图12及图13，随着PbI2溶液浓度增加，所形成的第一种非光敏型二极管100至第五种非光敏型二极管100在-1V处的电流值和在1V处的电流值都在逐渐减小。但是当PbI2溶液浓度为1.0mol/L时，该第六种非光敏型二极管100的在-1V处的电流值和在1V处的电流值有所回升。
根据本公开实施方式提供的数据，用于形成碘化铅层的PbI2溶液浓度为0.9mol/L时，非光敏型二极管的整流性能最好。本公开实施方式提供的非光敏型二极管在抑制像素串扰方面的巨大应用潜力。根据实际的生产要求，可以灵活地调整本公开实施方式所提供方法的工艺参数，且制造得到的非光敏型二极管在电工电子和信息技术等领域也有广阔的应用前景。
如图14所示，本公开实施方式提供一种图像传感器。本公开实施例提供的图像传感器300包括互连层301及沿互连层301排列的多个像素302。每个像素302可与互连层301电连接。
像素302可包括前述非光敏型二极管100。示例性地，可利用半导体工艺形成像素302的各功能层。本公开实施方式提供的非光敏型二极管100中还可包括其他功能层或介质层。非光敏型二极管100在像素302中也即在图像传感器300的电路中可用于实现整流功能。
图像传感器300工作时，像素302的选择可利用例如微型机电系统或滤光器等实现。图像传感器300的不同位置可能要在光照条件或不光照条件下工作，本公开实施方式提供的非光敏型二极管100应用在图像传感器300，可在光照条件及不光照条件下具有高整流能力。
本公开实施方式提供的图像传感器的整体电路功能在光照条件下和不光照条件下稳定。此外制造容易、成本可控，对材料要求低，性能可靠、稳定。
以上公开的各实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上公开的实施例中，除非另有明确的规定和限定，否则不限制各步骤的执行顺序，例如可以并行执行，也可以不同次序地先后执行。各步骤的子步骤还可以交错地执行。可以使用上述各种形式的流程，还可重新排序、增加或删除步骤，只要能够实现本公开实施方式提供的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
以上公开的实施例仅表达了本发明创造的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明创造的专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明创造要求的专利保护范围。因此，本发明创造的专利保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.用于制造非光敏型二极管的方法，包括：
形成堆叠于导电衬底的电子传输层，其中，所述导电衬底包括衬底和导电膜，所述衬底、所述导电膜及所述电子传输层依次堆叠；
其特征在于，
形成堆叠于所述电子传输层的碘化铅层，使所述非光敏型二极管具有整流性能，其中，形成所述碘化铅层的步骤包括：通过匀胶工艺在所述电子传输层涂覆碘化铅前驱体溶液，所述碘化铅前驱体溶液的溶质浓度在0.5mol/L至1mol/L的范围，所述碘化铅前驱体溶液的溶质为纯度大于或等于99%的碘化铅；以及
形成依次堆叠于所述碘化铅层的空穴传输层及电极层。
2.根据权利要求1所述的用于制造非光敏型二极管的方法，其中，形成所述碘化铅层的步骤包括：将碘化铅溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂，利用加热搅拌器在60℃至70℃温度下、以1500rpm至2000rpm转速进行1h至2h的搅拌，形成所述碘化铅前驱体溶液。
3.根据权利要求1所述的用于制造非光敏型二极管的方法，其中，形成所述碘化铅层的步骤包括：利用匀胶机以1500rpm至2000rpm转速对所述碘化铅前驱体溶液进行30s至40s的匀胶；所述匀胶的步骤后放置20h至24h。
4.根据权利要求1所述的用于制造非光敏型二极管的方法，其中，所述碘化铅前驱体溶液的溶质浓度为0.9mol/L。
5.根据权利要求1所述的用于制造非光敏型二极管的方法，其中，利用具有碘化铅层图形的掩模形成所述碘化铅层，所述掩模的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的用于制造非光敏型二极管的方法，其中，
形成所述电子传输层的步骤包括：通过磁控溅射工艺，以80W至120W功率在0.1MPa至0.2MPa压力的氩气气氛中溅射氧化锌材料30min至40min，所述磁控溅射工艺中氧化锌靶材的纯度大于或等于99.9%；
形成所述空穴传输层的步骤包括：通过磁控溅射工艺，以80W至120W功率在0.1MPa至0.2MPa压力的氩气气氛中溅射氧化镍材料30min至40min，所述磁控溅射工艺中氧化镍靶材的纯度大于或等于99.9%；
形成所述电极层的步骤包括：通过磁控溅射工艺，以60W至80W功率在0.1MPa至0.2MPa压力的氩气气氛中溅射银材料10min至15min，所述磁控溅射工艺中银靶材的纯度大于或等于99.99%。
7.根据权利要求6所述的用于制造非光敏型二极管的方法，其中，形成所述电子传输层的步骤中磁控溅射工艺的功率为100W；形成所述空穴传输层的步骤中磁控溅射工艺的功率为100W。
8.非光敏型二极管，其特征在于，根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的方法的步骤形成。
9.根据权利要求8所述的非光敏型二极管，其中，所述导电膜、所述电子传输层、所述碘化铅层、所述空穴传输层及所述电极层沿堆叠方向具有依次减小的投影面积。
10.图像传感器，包括多个像素，其特征在于，至少一个像素包括如权利要求8或权利要求9所述的非光敏型二极管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311131162.4A CN116884852B (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 非光敏型二极管及其制造方法、图像传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311131162.4A CN116884852B (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 非光敏型二极管及其制造方法、图像传感器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116884852A CN116884852A (zh) | 2023-10-13 |
| CN116884852B true CN116884852B (zh) | 2024-01-09 |
Family
ID=88259024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311131162.4A Active CN116884852B (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 非光敏型二极管及其制造方法、图像传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116884852B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106450009A (zh) * | 2016-08-05 | 2017-02-22 | 苏州大学 | 一种双层钙钛矿发光二极管及其制备方法 |
| CN107910456A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-13 | 华侨大学 | 一种混合钙钛矿薄膜的制备方法及其于led的应用 |
| CN108922978A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | 发光二极管及其制备方法 |
| CA3100762A1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-05 | National Research Council Of Canada | Printable photodetector array panels and methods of manufacture |
| CN112292769A (zh) * | 2019-05-13 | 2021-01-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 发光器件及其制作方法 |
| CN113314676A (zh) * | 2020-02-26 | 2021-08-27 | 三星显示有限公司 | 发光装置和包括发光装置的设备 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720594B2 (en) * | 2002-01-07 | 2004-04-13 | Xerox Corporation | Image sensor array with reduced pixel crosstalk |
| CN114765212A (zh) * | 2021-01-13 | 2022-07-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种驱动背板及其制作方法、探测基板及探测装置 |
-
2023
- 2023-09-04 CN CN202311131162.4A patent/CN116884852B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106450009A (zh) * | 2016-08-05 | 2017-02-22 | 苏州大学 | 一种双层钙钛矿发光二极管及其制备方法 |
| CN107910456A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-13 | 华侨大学 | 一种混合钙钛矿薄膜的制备方法及其于led的应用 |
| CA3100762A1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-05 | National Research Council Of Canada | Printable photodetector array panels and methods of manufacture |
| CN108922978A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | 发光二极管及其制备方法 |
| CN112292769A (zh) * | 2019-05-13 | 2021-01-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 发光器件及其制作方法 |
| CN113314676A (zh) * | 2020-02-26 | 2021-08-27 | 三星显示有限公司 | 发光装置和包括发光装置的设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116884852A (zh) | 2023-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Flexible photodetector arrays based on patterned CH3NH3PbI3− xClx perovskite film for real‐time photosensing and imaging | |
| Wang et al. | Intermediate‐adduct‐assisted growth of stable CsPbI2Br inorganic perovskite films for high‐efficiency semitransparent solar cells | |
| US9859515B2 (en) | Methods for producing thin film charge selective transport layers | |
| Jin et al. | Ultra-smooth, fully solution-processed large-area transparent conducting electrodes for organic devices | |
| KR101630241B1 (ko) | 통합 안테나를 갖는 평면 스크린 | |
| CN1170321C (zh) | 导电聚合物图形及其作为电极或电接触的应用 | |
| WO2006071329A1 (en) | Organic electronic devices having two dimensional series interconnections | |
| US20180047930A1 (en) | Organic light-emitting display apparatus and method of manufacturing the same | |
| TW565935B (en) | Electronic devices containing organic semiconductor materials | |
| US20170331069A1 (en) | Nano-Film Transfer and Visibly Transparent Organic and Perovskite Solar Cells and LEDs with a Nano-Film Layer | |
| KR101873240B1 (ko) | 페로브스카이트 태양전지 및 그 제조방법 | |
| Tam et al. | Highly reflective and low resistive top electrode for organic solar cells and modules by low temperature silver nanoparticle ink | |
| CN103985764A (zh) | 氧化物tft及其制备方法、阵列基板、显示器件 | |
| KR20120001684A (ko) | 투명 전도성막, 이의 제조 방법, 및 이를 이용한 투명전극 및 소자 | |
| CN103107286A (zh) | 一种采用非光刻工艺制备图形化ito电极的方法 | |
| CN116884852B (zh) | 非光敏型二极管及其制造方法、图像传感器 | |
| CN106848103B (zh) | 一种oled基板及其制作方法、显示装置 | |
| Liao et al. | Producing Microscale Ge Textures via Titanium Nitride‐and Nickel‐Assisted Chemical Etching with CMOS‐Compatibility | |
| Chakraborty et al. | Conductive organic electrodes for flexible electronic devices | |
| KR20200126857A (ko) | 저저항 투명전극 및 이의 제조방법 | |
| JP2010182929A (ja) | 電界効果型トランジスタの製造方法 | |
| KR101873237B1 (ko) | 저온 공정을 위한 페로브스카이트 태양전지 및 그 제조방법 | |
| US9871217B1 (en) | Transparent conductive film and electro-optical device having the same | |
| CN109671873B (zh) | 一种可分立控制的底电极图案化有机电致发光器件及其制备方法 | |
| US11177078B2 (en) | Light-absorbing layer precursor, organic-inorganic hybrid solar cell manufacturing method using same, and organic-inorganic hybrid solar cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |