制備uv光檢測器的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及制備基于具有液相的前體體系的沉積的光檢測器的方法。所述光檢測器的特征在于某組可用作日盲UV檢測器中的吸收劑的半導(dǎo)體材料。公開了用于形成這種吸收劑材料薄層的簡單的方法。
【專利說明】制備UV光檢測器的方法
[0001]本發(fā)明設(shè)及制備基于具有液相的前體體系沉積的光檢測器的方法。所述光檢測器 的特征在于某組可用作日盲UV檢測器中的吸收劑的半導(dǎo)體材料。公開了用于形成運種吸收 劑材料薄層的易行的方法。
[000^ 背景
[0003] 光檢測器廣義上被定義為響應(yīng)入射電磁福射，從而使得能夠測量入射福射強度的 設(shè)備。光檢測器通常包括某種光電導(dǎo)裝置和外部測量電路。
[0004] 在日光條件下的紫外(UV)光檢測對于商業(yè)(家庭和專業(yè))和防衛(wèi)應(yīng)用是一個重要 的問題。具有在UV中敏感性的光檢測器具有廣泛地適用性。暴露于UV-A和UV-B福射(分別為 320-400皿和280-320nm)可W導(dǎo)致皮膚癌，出于健康原因使得UV-A和UV-B光的量化是重要 的。在被稱為"深UV" (DUV)的UV-C范圍（200-280皿）內(nèi)的檢測在太陽福射測量學(xué)、科學(xué)研究 (例如在閃爍檢測器）、環(huán)境研究和生物研究中是重要的。UV-C光傳感器在火災(zāi)報警、燃燒監(jiān) 控、導(dǎo)彈尾焰檢測和空間對空間傳輸具有商業(yè)應(yīng)用（Peng等，Adv. Mater. 2013, doi: 10.1002/adma. 201301802)。相比于UV-A和UV-B光，來自太陽的UV-C完全被地球大氣所吸收 并且因此不干設(shè)DUV報告。
[0005] -個特別的挑戰(zhàn)是對于非常低水平的UV-V福射敏感并且對于可見光不敏感的"日 盲"檢測器的設(shè)計。由于太陽光譜在約290nm的波長A處中斷，日盲檢測器應(yīng)當(dāng)被定義為僅響 應(yīng)285nmW下波長的裝置或設(shè)備。
[0006] 已經(jīng)探索了多種UV光檢測器的制造路線，范圍由基于真空的方法，例如薄膜的外 延生長和納米線的氣相沉積至W溶膠、納米膠體油墨和噴霧熱解形式的溶液加工。例如 Gas化可W使用瓣射、化學(xué)氣相沉積CVD、脈沖激光沉積、噴霧熱解和溶膠-凝膠方法制備 (Appl. Phys丄ett. 90，031912，2007)。各個方法具有某些成就，但也存在挑戰(zhàn)。
[0007] -類裝置是基于單晶吸收劑的UV光檢測器。窄能帶隙材料例如娃和III-V化合物 可W用于UV光檢測；然而，它們的光譜范圍必須通過使用高通過光學(xué)濾鏡或通過滲入憐光 體W改變。為了進一步降低暗電流，運種裝置通常在操作期間冷卻。長期暴露于更高能量能 帶隙的福射可能損壞活性材料(Peng等，Adv .Mater. 2013，35，5321-5328)。
[000引為了避免運些問題，已經(jīng)探索了具有固有"可見盲區(qū)"的寬帶隙半導(dǎo)體的外延生長 用于UV光檢測器。已經(jīng)報道了基于結(jié)晶MgxZni-x0(4.76eV，在括號中提供的帶隙）、InGeO和 aiGeO(4.43和4.68eV)、0-Ga203(4.8eV)、AlxGai-xN(〉3.4eV)、A1N、BN和鉆石的光檢測器。運 種方法的挑戰(zhàn)在于在低成本基材上生長高質(zhì)量、晶格匹配的膜。經(jīng)常，得到的材料包含大密 度的位錯和晶界。光電導(dǎo)率取決于化學(xué)計量并且在金屬氧化物的情況下取決于氣體吸收現(xiàn) 象。然而，通過滲雜調(diào)整能帶隙的能力由晶格承載能力限定。許多多晶膜展現(xiàn)出慢的響應(yīng)時 間，范圍由幾分鐘至若干小時(Jin等，Nano Lett .，Vol. 8，No. 6，2008)。
[0009] 另一類裝置是基于納米結(jié)構(gòu)的結(jié)晶吸收劑的UV光檢測器。在該領(lǐng)域，原則上可W 使用兩種不同的方法，其中油墨含有分解W形成目標材料的分子前體或預(yù)先形成的結(jié)晶納 米顆粒。
[0010] 與基于塊體材料的UV光檢測器相比，納米結(jié)構(gòu)的UV光檢測器可能具有優(yōu)勢。載流 子限制可W導(dǎo)致更高的響應(yīng)性和增加的光導(dǎo)電性增益。對于金屬氧化物，高的表面積與體 積比促進了氣體吸附和解吸附，運可W抑制暗電流(Peng等，Adv.Mater. 2013,35,5321- 5328) O
[0011] 許多二元和S元金屬氧化物的納米線已經(jīng)被滲入到運些UV光傳感器中，包括用于 UV-A 傳感的抓2〇 日納米帶（Adv. Rmct.Mater. 2011,21，3907-3915) W 及 ZmGeCk 和 ImGesO?納 米線(J. Mater. Chem. C ,2013,1,131-137)。基于化0或Ga2〇3納米線橋接組件的裝置可W在單 一化學(xué)氣相沉積步驟中制造化i等，Adv.Funct .Mater. 2010，20，3972)。基于使用化學(xué)氣相 沉積生長的單一 Ga2〇3納米帶的設(shè)備展現(xiàn)出對250nm光的高選擇性，小于0.3s的快速響應(yīng)時 間W及大于4個數(shù)量級的S/N比（Li等,Nanoscale,2011,3,1120)。
[0012] 高性能UV光檢測器也已經(jīng)被證明基于包含預(yù)先形成的結(jié)晶納米結(jié)構(gòu)的油墨。Jin 等描述了（Nano Lett. ,Vol.8,No.6,2008)通過旋涂膠體ZnO納米顆粒和在空氣中退火薄膜 制造溶液加工的光檢測器。該設(shè)備展現(xiàn)出具有370nm光的61A/W的響應(yīng)性的高UV光電流效率 和具有〉1T Q的電阻的低暗電流。值得注意的是，運些材料的響應(yīng)時間相當(dāng)快速，分別對于 升高和下降在0.1 sW下和約Is。在近UV下活躍的光檢測器已經(jīng)使用In2〇3納米顆粒得W證明 (化ao等，App Surface Science 261(2012)123)。
[OOU] 基于前體的方法:
[0014] 金屬氧化物薄膜可W容易地使用溶膠-凝膠產(chǎn)生。溶膠-凝膠膜與真空沉積膜的比 較表明溶液加工的裝置可能具有更優(yōu)的性能(J.化c.Sci.Technol.B 30,031206,2012)。通 過在溶膠-凝膠沉積之后調(diào)整退火條件，可W獲得各種納米結(jié)構(gòu)，包括垂直配向ZnO納米線 (Bai等，Qirrent Applied Physics 13(2013)165el69)。
[0015] 也已經(jīng)報道使用溶膠凝膠法制備的Ga2〇3深UV光檢測器。在一種情況下，Ga2化使用 異丙醇嫁作為前體和甲氧基乙醇和單乙醇胺分別作為溶劑和穩(wěn)定劑制備。所述膜在400- 1200°C的溫度下退火。對于加熱至600°C和W上的膜觀察光譜響應(yīng)，光電流的峰值隨熱處理 溫度的升高而增大，直至溫度達到l〇〇〇°C (A卵1.陸ys丄ett. 90，031912，2007)。在另一項研 究中，使用溶膠-凝膠制備的Ga2〇3裝置具有超過1A/W的高響應(yīng)性(4991.?1173丄6此98， 131114,2011)。文獻肝2008282881 A和肝2009044019 A同樣報道了運種溶膠-凝膠方法用 于制備含有氧化銅的膜。
[0016] 噴霧熱解是溶膠凝膠加工的可行的替代方案。已經(jīng)報道了在450°C下通過噴霧熱 解的基于Ga-滲雜的ZnO沉積的光電導(dǎo)的檢測器（化inde和Ra jpure , Mat. Re S . Bu 1146 (2011) 1734)。在365nm光照下（2mW/cm2)，產(chǎn)生了超過2mA的電流。
[0017] 0曰2化納米顆粒也已經(jīng)成功地使用硝酸嫁的噴霧熱解合成。在運種情況下，將Ga (N03)3溶解在超純水中并且與作為助烙劑(flux salt)的氯化裡合并。將得到的溶液霧化并 且作為薄霧傳輸至氧化侶反應(yīng)器中（700-1000°C)W形成Ga2〇3納米顆粒，作為GaN納米顆粒 的路線。沒有制造光檢測器(Ogi等,Advanced Powder Technology 20(2009)29-34) eKim和 KimQ.Appl.化ys.62(5)，1987)報道了較低溫度的方法，其中將GaCl3由水性溶劑噴霧到加 熱至350°C的基板上。雖然在運種情況下沒有制造裝置，X畑數(shù)據(jù)匹配Gas化的邸D數(shù)據(jù)和光學(xué) 測量表明4.23eV的能帶隙。
[0018] 對于與低溫處理和大面積集成相兼容的UV檢測器的材料平臺存在技術(shù)需求。尋求 具有降低成本和允許柔性裝置結(jié)構(gòu)的潛力的處理方法。迄今為止，仍然需要用于真正日盲 的深UV光檢測器(280nmW下響應(yīng))的低溫(<500°C)方法。
[0019] 發(fā)明概述
[0020]本發(fā)明的一個實施方案設(shè)及通過將液體載體、一種或多種金屬離子沉積在基板上 制備UV光檢測器的方法，其中所述一種或多種金屬離子結(jié)合至選自目虧化物(OXimate)和異 美圣月虧酸化物化y droxamat e)的配體，
[0021 ]-處理沉積的組合物，得到UV光檢測器材料，和
[0022] -向光檢測器材料提供電極。
[0023] 本發(fā)明的進一步的實施方案設(shè)及化學(xué)前體用于制備UV檢測器的用途，其中化學(xué)前 體被處理成UV檢測器中的UV光檢測器材料?；瘜W(xué)前體優(yōu)選選自金屬朽化物前體和金屬異徑 月虧酸化物前體。
[0024] 本發(fā)明的另一個實施方案設(shè)及包含液體載體和具有一種或多種配體的金屬前體 的組合物，其中所述配體包括目虧化物或異徑目虧酸化物的配體，優(yōu)選其特征在于所述金屬前 體包括在本發(fā)明中提及的某些金屬，尤其是嫁、或鋒與另一種選自銅（In)、嫁(Ga)、侶(Al) 和儀(Mg)的金屬的混合物。
[0025] 本發(fā)明的再一個實施方案設(shè)及通過本發(fā)明的方法制備的UV檢測器。
[0026] 本發(fā)明還設(shè)及包括基板、金屬氧化物的印刷層W及一對連接至氧化物層的電極的 印刷UV光檢測器，其中所述電極W入射UV光可W被電極之間的金屬氧化物層吸收的方式配 置。
[0027] 本發(fā)明具體地公開了金屬的目虧化物和金屬的異徑目虧酸化物的前體用于產(chǎn)生適用 于深UV光檢測器的金屬氧化物薄膜，如IZO和Ga2〇3薄膜的用途。
[002引發(fā)明詳述
[0029] 根據(jù)本發(fā)明制備的光檢測器的一個實施方案描繪于圖1。所述光檢測器包括具有 連接至外部電路的電極(任選相互交叉的）的裝置。外部電路通常包括偏壓（電壓)源和測量 儀器，例如電流計。在一個優(yōu)選的實施方案中，所述源是在5-25V范圍內(nèi)操作的電壓源。所述 電流計可W是任何適當(dāng)靈敏電流計。在操作中，光子（W入射光的形式)撞擊裝置的活性半 導(dǎo)體表面。合適波長的光子被吸收并且產(chǎn)生電子空穴對。裝置電導(dǎo)率正比于光子通量(每秒 光子數(shù))增加。通過施加偏壓產(chǎn)生的外部電場引起電子和空穴在裝置中傳輸，從而在外部電 路中產(chǎn)生可由電流計測量的電流。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，體現(xiàn)本發(fā)明檢測器的 裝置將在無施加電壓下操作，因為電信號輸出通過由吸收的光子創(chuàng)造的電子空穴對產(chǎn)生。 運種設(shè)置可W通過將檢測器并入晶體管結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，其中光活性層設(shè)置在柵電極之下或在溝 道區(qū)域中。
[0030] 所述光檢測器活性材料可W通過將前體溶液沉積在基板上并且使前體熱分解W 獲得吸收層來制造。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的方法制造的光檢測器對于UV福射提供了高響應(yīng)性，但對可見光盲。 因此其高度適用于在日光條件下的UV檢測。所述檢測器顯示了小的暗電流并且因此顯示高 信噪比。所述檢測器顯示了非常迅速的時間響應(yīng)，允許無延遲的檢測。峰值響應(yīng)的波長可W 通過選擇在方法中使用的材料來調(diào)整。由本方法制備的材料是均勻穩(wěn)定的。
[0032] 所述方法本身是非常經(jīng)濟的，因為其是可規(guī)?；?，快速并且需要少量并且廉價 的原料。不需要真空和昂貴的設(shè)備。本方法另外的特征在于溫和的加工溫度，因為由本發(fā)明 的前體形成氧化物僅需要適中的溫度。因此本方法已經(jīng)適用于一些柔性基板，例如薄金屬 錐和具有良好高溫強度的所選的聚合物。結(jié)合易于制造和溫度行為，甚至卷對卷方法也是 可W實現(xiàn)的。
[0033] 總之，具有高增益、高空間和時間分辨率W及高敏感性的光檢測器可W較小的成 本實現(xiàn)。
[0034] 在用于本發(fā)明方法的前體組合物中使用的液體載體優(yōu)選包括有機溶劑，更優(yōu)選二 甲基甲酯胺(DMF)、二甲基亞諷(DMSO)、醇（例如乙醇、下醇、2-甲氧基乙醇、二乙二醇）、N，N- 二甲基甲酯胺或其與其它溶劑的混合物。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的目虧化物的種類包括2-目虧基簇酸、通過改變W下式A的取代基Ri和R2的 它們的衍生物、和相應(yīng)的陰離子。朽化物具體地代表陰離子，該陰離子同時是金屬優(yōu)選金屬 離子的配體(目虧基配體）。優(yōu)選的上下文提及的目虧基配體(OXimato ligand)的一般結(jié)構(gòu)為W 下式
[0036 A
[0037] 其中Ri選自H、C曲或C出細3，和R2選自H、Ci至Cs的烷基，苯基或芐基，優(yōu)選H、C曲或 C此C曲。所述目虧基配體通常是具有一個負電荷的馨合配體。作為馨合配體，其經(jīng)由N和一個0 原子連接至金屬。根據(jù)本發(fā)明對于一種或多種金屬復(fù)合物配體優(yōu)選包含2-(甲氧基亞氨基） 燒酸鹽、2-(乙氧基亞氨基)燒酸鹽或2-巧圣基亞氨基)燒酸鹽，更優(yōu)選(C2-至Cs-)燒酸鹽中的 乙酸鹽、丙酸鹽或下酸鹽，最優(yōu)選丙酸鹽。所述朽化物優(yōu)選與侶、嫁、欽、釘、儀、給、錯、銅、 錯、鐵、儘、儀和/或錫結(jié)合使用。銅前體優(yōu)選為=朽基銅（III)復(fù)合物。嫁復(fù)合物優(yōu)選=目虧基 嫁(III)復(fù)合物。
[0038] 優(yōu)選的上下文提及的異徑目虧酸基配體化ydroxamato ligand)的一般結(jié)構(gòu)為W下 式B:
[0039] B
[0040] 其中Ri選自Cl至Cis的烷基，苯基或芐基，優(yōu)選Cl至Cs的烷基，包括甲基、乙基、正丙 基、異丙基、叔下基和R2選自H，Cl至Cs的烷基，優(yōu)選H、C出或C出C出。異徑朽酸基配體通常是具 有一個負電荷的馨合配體。作為馨合配體，其經(jīng)由兩個氧原子結(jié)合到金屬上。
[OOW 金屬異徑朽酸復(fù)合物為通式(R1(X =0)NR20)mMnX而，
[0042]其中Ri代表Cl至Cio的脂肪族、締屬或芳族基團，R2代表H原子，Cl至Cio的烷基鏈或苯 基，m為n與4n之間的數(shù)。尤其優(yōu)選的是Ri=甲基、乙基、正丙基、異丙基和叔下基，并且R2 = H、 甲基和乙基。M代表族2、13或14 PSE的元素，或過渡金屬，n為至少1(例如1、2、3,優(yōu)選1)，X代 表帶負電的配體，例如徑基或烷氧基，或末端或橋接氧代配體，O為0與化之間的數(shù)，Y代表未 帶電的給體配體，例如水、醇、伯、仲或叔脂肪胺或化晚，和P為0與2n之間的數(shù)。優(yōu)選的金屬 異徑目虧酸化物是式(RiC(=0)NR20)mMYp。與異徑朽酸基配體結(jié)合作為前體的金屬優(yōu)選選自 侶、嫁、儒、銅、錯、欽、釘、儀、給、銅、銀、錫、錯和鋒，優(yōu)選銅、銅、嫁、銅、鋒、侶、錯或錫。
[0043] 在沉積之后，根據(jù)本發(fā)明的方法包括處理沉積的前體組合物，其導(dǎo)致形成氧化物 半導(dǎo)體。所述處理包括分解金屬-配體復(fù)合物，在前體通過印刷的方式沉積的情況下，所得 金屬氧化物層被稱為金屬氧化物的印刷層。
[0044] 分解金屬朽化物和異徑朽酸基復(fù)合物(本文"前體"）的優(yōu)選方式是通過加熱，包括 烘賠、微波和熱福射。前體在環(huán)境或惰性氣氛中通過在150和60(TC之間的熱處理優(yōu)選轉(zhuǎn)化 成各自二元金屬氧化物MxOy,并且因此為沉積金屬氧化物薄膜的通用的單源前體。優(yōu)選地， 加熱在氧的存在下進行。優(yōu)選的溫度為200°C及W上，更優(yōu)選240°C及W上。在分解之后，最 終產(chǎn)物含有非常低量的雜質(zhì)元素，如碳和氮(<1%)。前體的分解也可W通過UV光實現(xiàn)，優(yōu)選 來自高功率光源的UV光。
[0045] 所述前體可 W 包括族 114/8(11]?4。2，12)、族1118(11]?4。13)、族1￥4/8(1陽4。4， 14)的任何元素或任何過渡金屬化、Ni、Mn、化和TKW具有來自目虧化物或異徑目虧酸化物的至 少一種配體的有機金屬復(fù)合物的形式存在）。在運些族中優(yōu)選的元素為1肖、211、41、6曰、111和 Sn。尤其優(yōu)選的元素為鋒、銅、錫和嫁。在鋒、銅和嫁的情況下，目虧化物類的優(yōu)選的配體包括 2-(甲氧基亞氨基)燒酸鹽、2-(乙氧基亞氨基)燒酸鹽或2-(徑基亞氨基)-燒酸鹽。來自異徑 月虧酸化物種類的，優(yōu)選的配體為新戊基異徑朽酸基(Ri =叔下基，R2 = H)，異下基異徑目虧酸基 (Ri =異丙基，R2=H)或N-甲基乙酷異翔民酸基(Ri=甲基，R2=甲基）。
[0046] 在優(yōu)選的實施方案中，前體(一種或多種)組成了可印刷的油墨或印刷漿W用于UV 光檢測器中的應(yīng)用。前體優(yōu)選在液體載體中是可溶的，或可W細分散?？捎∷⑿员欢x為通 過印刷方法在液體相中被處理的能力。流變性能例如粘度和表面張力通常被調(diào)整至具體印 刷方式所需的值。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)知識運種行為通過例如合適的添加劑如粘度改性劑和表面 活性劑實現(xiàn)。
[0047] 前體溶液可W旋涂、噴涂、噴墨印刷、浸涂、刮刃涂覆、凹版涂覆、狹縫涂覆或滴涂 在基板上。合適的基板包括例如玻璃(包括石英玻璃）、金屬錐或塑料。前體溶液可W沉積在 預(yù)先加熱的基板上W直接在沉積過程中分解前體W形成金屬氧化物層。然后可W通過進一 步的退火步驟W改善吸收層的電性能和結(jié)晶性。處理吸收層的另一種方法是保持在室溫下 將前體溶液沉積在基板上。緊接著該步驟的是在前體的分解溫度下退火膜W將前體膜轉(zhuǎn)化 成相應(yīng)的金屬氧化物或混合金屬氧化物。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明制備的UV檢測器的吸收層優(yōu)選具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，更優(yōu)選具有多晶結(jié)構(gòu)， 其具有l(wèi)nm-200nm范圍的單晶域。吸收劑層的厚度通常為80-250nm的范圍。
[0049] 提供與吸收劑層接觸的電極，其通常在吸收劑層的頂部。沉積金屬線（metal lines)的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，例如瓣射或印刷。電極可W W平行線、叉指網(wǎng)格 (梳狀電極)或其它形狀的形式制備。最佳的電極間隙隨著光導(dǎo)體和應(yīng)用而變化。優(yōu)選的電 極材料選自可W容易的沉積的金屬和其它導(dǎo)體(例如導(dǎo)電氧化物），例如金、銀、銅和任何可 印刷的材料。
[0050] 在活性半導(dǎo)體氧化物層W下或W上可W引入額外的層。例如，可W在本發(fā)明的方 法期間或之后引入優(yōu)化半導(dǎo)體和金屬電極之間的肖特基勢壘(Shottky barrier)的額外的 材料?？蒞在基板和半導(dǎo)體氧化物層之間沉積緩沖層。
[0051] 附圖簡要說明
[0052] 圖I說明了光檢測器設(shè)備，包括例如石英的基板（I)、置于基板（I)上的光導(dǎo)體層 (2)和連接光導(dǎo)體(2)的兩個電極(3)。
[0053] 圖2描繪了在250°C下退火之后實施例1的IZO膜的吸收光譜。連續(xù)線表示由7個層 組成的層的吸收度，并且在涂覆之前調(diào)整基線（點狀線)至石英基板。
[0054] 圖3描繪了在254nm、30化m和365nm光福射下W及在黑暗中實施例1的IZO膜的電 流-電壓曲線（IV曲線）。黑暗條件下的曲線與基線在OnA重疊。
[0055] 圖4描繪了在250°C下退火之后實施例2的Ga2〇3膜的吸收光譜。點狀線表明了 6個層 的吸收度，并且短劃線是在涂覆之前調(diào)整至石英基板的基線。
[0056] 圖5描繪了在254皿光福射下（上升曲線）和在黑暗下（與基線在OnA重疊)實施例2 的Ga2〇3膜的電流-電壓曲線（IV曲線）。
[0057] W下實施例將闡明本發(fā)明，但不對其進行限制。技術(shù)人員將能夠意識到未在說明 書中明確提及的本發(fā)明的實際細節(jié)，能夠由本領(lǐng)域一般知識歸納運些細節(jié)并且將它們作為 解決方案應(yīng)用于與本發(fā)明的技術(shù)問題相關(guān)的任何特殊問題或任務(wù)。 實施例
[0058] 實施例1.形成具有通過旋涂含有銅和鋒的目虧化物的油墨形成的銅鋒氧化物(IZO) 活性層的UV光檢測器。
[0059] 在玻璃瓶中，將48.Omg的雙(2-甲氧基亞氨基丙酸)鋒溶解在3ml的甲氧基丙醇中。 在單獨的瓶中，將125.5mg的S(2-甲氧基亞氨基丙酸)銅溶解在3ml的甲氧基丙醇中。將溶 液短暫超聲處理直至澄清。在新的玻璃瓶中合并0.5ml各自溶液W獲得3wt%的目虧化物溶 液，其In: Zn為5:2的比例。
[0060] 使用每層50化的油墨和2000巧m的旋轉(zhuǎn)速度將油墨旋涂在清潔的石英片上（25mm X 25mm)上。在每層之后，將膜在250°C下退火4分鐘W得到含有銅鋒氧化物（IZO)的半導(dǎo)體 材料。重復(fù)涂覆步驟直至形成7個層。觀察到UV吸收度隨著膜厚度而增加。
[0061] 為了測試材料的光響應(yīng)性，將兩個金墊片瓣射在基板上W形成大約20nm的最終厚 度。使用3.3mm的線性掩膜W形成活性區(qū)域。因此，電極之間的活性區(qū)域為3.3mm寬和25mm 長。沉積之后，使用四種不同的光條件測試裝置的IV響應(yīng)性:黑暗、6W 365nm光源，6W 302皿 光源和6W 254nm光源(手持巧光燈管，VWR)。距燈的距離為約13cm。
[0062] 圖3顯示了相比于在黑暗狀態(tài)IV曲線，在用254nm/30化m/365皿光的福射下IZO膜 的IV響應(yīng)。檢測器在較深UV(254nm)顯示了良好的響應(yīng)性，但在較低能量或在黑暗下沒有響 應(yīng)。UV檢測器的敏感性傾向較短波長在254nm和30 Inm之間具有明顯的截止。
[00創(chuàng)實施例2.形成具有通過旋涂Ga-朽化物油墨形成的嫁氧化物(Ga203)活性層的UV光 檢測器。
[0064] 在玻璃瓶中，將282mg的S(2-甲氧基亞氨基丙酸)嫁溶解在3.6ml的甲氧基乙醇中 W得到4wt%的朽化物溶液。將混合物短暫超聲處理直至澄清。
[0065] 使用每層SOiiL的油墨和2000rpm的速度將油墨旋涂在清潔的石英片上。在每層之 后，將膜在250°C下退火4分鐘W得到含有氧化嫁(III)的半導(dǎo)體材料。觀察到UV吸收隨著膜 厚度即涂覆步驟的數(shù)目而增加。
[0066] 圖1描繪了在250°C下退火之后Ga2〇3膜的吸收光譜作為膜厚度的函數(shù)。使用石英基 板作為基線。
[0067]為了測試材料的光響應(yīng)性，將兩個金墊片瓣射在基板上W形成大約20nm的最終厚 度。使用3.3mm的線性掩膜W形成活性區(qū)域(3.3mm x25mm)。沉積之后，在黑暗和在6W 254皿 光源的照射下測試裝置的IV響應(yīng)性。
[006引在圖4中描繪了相比于黑暗狀態(tài)下的IV曲線，在254nm福射下Ga203膜的IV響應(yīng)性。
[0069] 實施例3.形成具有通過旋涂Ga-異徑目虧酸化物油墨形成的氧化嫁(Ga2〇3)活性層的 UV光檢測器
[0070] 在玻璃瓶中，將144mg的S(N-甲基-乙酷異翔民酸)嫁溶解在3.6ml的甲氧基乙醇 中W獲得4wt%的異徑朽酸化物溶液。將溶液短暫超聲處理直至澄清。使用每層50化的油墨 和2000rpm的速度將油墨旋涂在清潔的石英片上。在每層之后，將膜在350°C下退火4分鐘W 得到含有氧化嫁(III)的半導(dǎo)體材料。
[0071] 為了測試材料的光響應(yīng)性，將兩個金墊片瓣射在基板上W形成大約20nm的最終厚 度。使用3.3mm的線性掩膜W形成活性區(qū)域(3.3mm x25mm)。沉積之后，在黑暗和在6W 254皿 光源的照射下測試裝置的IV響應(yīng)性。
[0072] 本發(fā)明實施方案的進一步組合和本發(fā)明的變體通過W下權(quán)利要求公開。
【主權(quán)項】
1. 制備UV光檢測器的方法，包括以下步驟： -沉積包含液體載體、金屬離子的液體組合物，其中所述金屬離子的一種或多種結(jié)合至 選自肟化物和異羥肟酸化物的配體， -處理沉積的組合物得到UV光檢測器材料，和 -向光檢測器材料提供電極。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備UV光檢測器的方法，其特征在于處理沉積的組合物包括蒸發(fā) 液體載體和任選地加熱殘留的材料。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的制備UV光檢測器的方法，其特征在于處理沉積的組合物包括在 氧氣的存在下加熱。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3的一項或多項的制備UV光檢測器的方法，其特征在于，處理沉積的 組合物包括加熱至150和600 °C之間的溫度。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4的一項或多項的制備UV光檢測器的方法，其特征在于結(jié)合至選自 月虧化物和異輕H虧酸化物的配體的金屬離子選自元素 Ga、In、Zn、Al、Be、Mg、Sn、Cu、Ni、Ti或 Mn〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5的一項或多項的制備UV光檢測器的方法，其特征在于所述液體組 合物包含肟化物的配體。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6的一項或多項的制備UV光檢測器的方法，其特征在于所述液體組 合物包含異羥肟酸化物的配體。8. 印刷的UV光檢測器，包括： 基板， 金屬氧化物印刷層，和 連接至氧化物層的一對電極，其中所述電極以入射UV光可以被電極之間的金屬氧化物 層吸收的方式配置。9. 根據(jù)權(quán)利要求8的印刷的UV檢測器，其特征在于所述氧化物層是氧化鎵或氧化銦鋅。10. 包含液體載體和具有一種或多種配體的金屬前體的組合物，其中所述配體包括肟 化物或異羥肟酸化物的配體，其特征在于所述金屬前體是金屬銦和錫的混合物。
【文檔編號】H01L31/0264GK105934535SQ201580006138
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年1月16日
【發(fā)明人】R·胡克, R·D·德舒克, P·米希凱維奇, A·科爾司茲克, K·邦拉德, T·阿爾布雷特
【申請人】默克專利股份有限公司