多晶光檢測(cè)器及使用和制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】多晶光檢測(cè)器及使用和制造方法
[0001]通過(guò)引用并入
[0002]本專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^(guò)引用并入2012年12月13日提交的美國(guó)序號(hào)為N0.61/736987的臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]傳統(tǒng)光電攝像機(jī)由包括像素的焦平面陣列(FPA)制成，其中像素具有幾十微米的典型尺寸。為了最佳的材料質(zhì)量，在基底上生長(zhǎng)連續(xù)單晶膜。基底作為籽晶以及用于器件制造的機(jī)械支撐。隨后，利用加工技術(shù)來(lái)制造外延膜的FPA。然而，由于可用性、可擴(kuò)展性、功能性、以及有時(shí)的成本問(wèn)題，經(jīng)常使用異種物質(zhì)。異種基底和外延膜之間的晶格常數(shù)、熱膨脹系數(shù)、和晶體結(jié)構(gòu)的不匹配帶來(lái)了例如位錯(cuò)的缺陷，并且因此導(dǎo)致較差的晶體質(zhì)量和器件性能。已經(jīng)進(jìn)行研宄以消除或減少這些缺陷，包括緩沖層技術(shù)、應(yīng)變層、橫向生長(zhǎng)、選擇區(qū)域生長(zhǎng)、和例如退火的非原位處理技術(shù)。然而，對(duì)于許多材料系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，成功受限于基本的材料物理性質(zhì)。
[0004]包括微尺寸晶體的鉛鹽材料制成的多晶薄膜已經(jīng)用于制造未冷卻的中紅外(MWIR)光導(dǎo)(PC)檢測(cè)器。商用鉛鹽PC檢測(cè)器可以在室溫下運(yùn)行，但是由于檢測(cè)的光導(dǎo)類(lèi)型而具有慢的響應(yīng)時(shí)間和較低的探測(cè)度。在室溫下運(yùn)行、具有快的響應(yīng)時(shí)間和高探測(cè)度的中/長(zhǎng)波(MWIR和LWIR)光伏(PV)檢測(cè)器早已被尋求但仍沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。雖有高的材料質(zhì)量，但由微尺寸自結(jié)晶的晶體制成的多晶半導(dǎo)體在傳統(tǒng)觀念中沒(méi)有被考慮適用于PV結(jié)檢測(cè)器的制造。
[0005]抗反射涂層可以應(yīng)用于光電器件，例如固態(tài)發(fā)光器件、太陽(yáng)能電池、和紅外光發(fā)射器和檢測(cè)器。在器件及其周?chē)h(huán)境之間的光耦合效率是影響性能的重要因素。傳統(tǒng)的薄膜抗反射涂層僅可以在狹窄的入射角度內(nèi)并針對(duì)某一小波長(zhǎng)范圍增強(qiáng)光耦合。
【附圖說(shuō)明】
[0006]本發(fā)明公開(kāi)的一些實(shí)施例在附圖中示出。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，附圖僅示出了一些典型的實(shí)施例，且因此并非意在被認(rèn)為是限制本發(fā)明公開(kāi)的范圍。此外，在附圖中，相似或相同的附圖標(biāo)記可用于標(biāo)識(shí)相同或相似的元件，并且不是所有這些元件可被如此標(biāo)記。附圖不必按比例，并且為了清楚和簡(jiǎn)明的目的，附圖的某些特征和某些視圖可以夸大地或示意地示出。
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的光導(dǎo)器件的實(shí)施例的示意圖。
[0008]圖2是用于生成圖1光導(dǎo)器件的方法實(shí)施例的框圖。
[0009]圖3a是根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一實(shí)施例的施加于基底的多晶材料層的俯視圖。
[0010]圖3b是圖3a的多晶材料層的截面圖。
[0011]圖4a是根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一實(shí)施例的施加于基底的多晶材料層的俯視圖。
[0012]圖4b是圖4a的多晶材料層的截面圖。
[0013]圖5是根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一實(shí)施例的光伏器件實(shí)施例的示意圖。
[0014]圖6是根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一些實(shí)施例的圖5中所示具有抗反射涂層的光伏器件的部分基底的局部側(cè)視圖。
[0015]圖7是用于生成圖5光伏器件的方法實(shí)施例的框圖。
[0016]圖8是根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一實(shí)施例的夜視半導(dǎo)體器件的分解示意圖。
[0017]圖9是根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的用于給基底施加抗反射涂層的方法實(shí)施例的框圖。
[0018]圖10是根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一些實(shí)施例構(gòu)成的復(fù)眼檢測(cè)器的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在通過(guò)示例性附圖、試驗(yàn)、結(jié)果和實(shí)驗(yàn)步驟的方式詳細(xì)解釋本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解的是，發(fā)明構(gòu)思不限于其應(yīng)用于下面的描述中公開(kāi)的和附圖、試驗(yàn)和/或結(jié)果中示出的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和部件設(shè)置方式。發(fā)明構(gòu)思能夠是其他實(shí)施例或以不同的方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。同樣，本文使用的語(yǔ)言目的是給予最大限度的可能范圍和含義；并且實(shí)施例本是示例性的，而不是窮舉性的。而且，應(yīng)當(dāng)理解的是，本文采用的措辭和術(shù)語(yǔ)目的是為了說(shuō)明，而不應(yīng)當(dāng)看作是限制。
[0020]除非本文另有定義，與本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思相關(guān)使用的科學(xué)和技術(shù)術(shù)語(yǔ)具有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義。此外，除非上下文另有要求，單數(shù)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)包括復(fù)數(shù)，且復(fù)數(shù)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)包括單數(shù)。通常，本文使用的命名方法是那些本領(lǐng)域中公知的和常用的。本文使用的命名方法是那些本領(lǐng)域中公知的和常用的。
[0021]說(shuō)明書(shū)中提及的所有專(zhuān)利、公開(kāi)的專(zhuān)利申請(qǐng)和非專(zhuān)利出版物指示本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的技術(shù)水平。在本申請(qǐng)任何部分應(yīng)用的所有專(zhuān)利、公開(kāi)的專(zhuān)利申請(qǐng)和非專(zhuān)利出版物在本文中通過(guò)引用而明確地整體并入，其程度如同每個(gè)單獨(dú)的專(zhuān)利或出版物被具體和單獨(dú)地指出通過(guò)引用而并入。
[0022]本文公開(kāi)的所有的器件、設(shè)備、和/或方法可以根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)無(wú)需過(guò)度試驗(yàn)而制造和執(zhí)行。盡管本發(fā)明公開(kāi)的部件和方法已經(jīng)以特定實(shí)施例進(jìn)行了描述，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn)可以對(duì)部件和/或方法改變，以及對(duì)本文所述方法的步驟或步驟順序改變，而不脫離本發(fā)明公開(kāi)的構(gòu)思、精神和范圍。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的所有這些相似的替代和改變，被認(rèn)為是在落入如本文公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思的精神、范圍和構(gòu)思之內(nèi)。
[0023]如根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)所使用的，以下術(shù)語(yǔ)(除非另有說(shuō)明)應(yīng)當(dāng)理解為具有以下含義:
[0024]除非明確說(shuō)明與此相反，“或”是指包含性的或，而且不是排他性的或。例如，條件A或B滿足于以下任一個(gè):A是真的(或存在的)并且B是假的(或不存在的)，A是假的(或不存在的)并且B是真的(或存在的)，以及A和B都是真的(或存在的)。本文使用的術(shù)語(yǔ)“或它們的組合”是指術(shù)語(yǔ)之前所列項(xiàng)目的全部排列和組合。例如，“A、B、C、或它們的組合”意指包括下面的至少一個(gè):A、B、C、AB、AC、BC、或ABC，且如果在特定語(yǔ)境中順序是重要的，還有BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC、或CAB。繼續(xù)這個(gè)示例，明確包括的是包含一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目或術(shù)語(yǔ)的重復(fù)組合，例如BB、AAA、AAB, BBC, AAABCCCC、CBBAAA, CABABB,等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，通常在任意組合中沒(méi)有項(xiàng)目或術(shù)語(yǔ)的數(shù)量限制，除非從上下文中另有顯示。
[0025]“一”或“一個(gè)”的使用被用來(lái)描述本文實(shí)施例的元件或部件。這么做僅僅是為了方便和賦予本發(fā)明構(gòu)思的一般意義。這種描述應(yīng)被理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)，而且除非另有說(shuō)明，單數(shù)也包括復(fù)數(shù)。當(dāng)在權(quán)利要求和/或說(shuō)明書(shū)中結(jié)合術(shù)語(yǔ)“包括”使用時(shí)，使用詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”可能指的是“一個(gè)”，但是它還與“一個(gè)或多個(gè)”、“至少一個(gè)”、和“一個(gè)或多于一個(gè)”的意義相同。權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)“或”被用于表示“和/或”，除非明確地指示指的就是唯一選擇或或備選項(xiàng)是相互排斥的，但是本發(fā)明公開(kāi)支持的定義指的是唯一選擇和“和/或”。術(shù)語(yǔ)“至少一個(gè)”的使用被理解為包括一個(gè)，以及多于一個(gè)的任何數(shù)量，包括但不限于，例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、100、或更多。根據(jù)所連接的術(shù)語(yǔ)，術(shù)語(yǔ)“至少一個(gè)”可能擴(kuò)大到高達(dá)100或1000或更多；此外，數(shù)量100/1000不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵谀承?shí)施例中更高的限制也可產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果。此外，術(shù)語(yǔ)“X、Y和Z中的至少一個(gè)”(在這里X、Y和Z旨在表示例如三個(gè)或更多物體)的使用應(yīng)當(dāng)被理解為包括單獨(dú)的X、單獨(dú)的Y、和單獨(dú)的Z，以及X、Y和Z的任何組合，例如X和Y、X和Z、或Y和Zo
[0026]如本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中使用的，詞語(yǔ)“包括”(以及包括的任何形式，例如單數(shù)“包括”和復(fù)數(shù)“包括”)，“具有”(以及具有的任何形式，例如單數(shù)“具有”和復(fù)數(shù)“具有”)，“包含”(以及包含的任何形式，例如單數(shù)“包含”和復(fù)數(shù)“包含”)，或“含有”(以及含有的任何形式，例如單數(shù)“含有”和復(fù)數(shù)“含有”)是包括或開(kāi)放的結(jié)尾，并且不排除另外的、未陳述的元件或方法步驟。
[0027]如本文使用的任何涉及到“一個(gè)實(shí)施例”、“一實(shí)施例”或“一些實(shí)施例”的意思是結(jié)合實(shí)施例描述的特定的元件、特性、結(jié)構(gòu)、或特征被包含在至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中不同位置出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”未必是指同一個(gè)實(shí)施例。
[0028]術(shù)語(yǔ)“大約”被用于指示一數(shù)值包括對(duì)于被采用的確定數(shù)值和/或變化的裝置、方法來(lái)說(shuō)在研宄項(xiàng)目中間存在的固有偏差或誤差。例如但不限于，當(dāng)使用術(shù)語(yǔ)“大約”時(shí)，指定值可以改變?yōu)?+/-15 %，+/-12%，或 +/-1 I %，或 +/-10 %，或 +/-9 %，或 +/-8 %，或 +/-7 %，或 +/-6 %，或 +/-5 %，或 +/-4 %，或 +/-3 %，或 +/-2 %，或 +/-1 %，或 +/-0.5 %。如本文中所使用的，符號(hào)“ +/-”表示“正或負(fù)”。
[0029]如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“大致(substantially) ”意思是隨后描述的事件或情況完全發(fā)生或隨后描述的事件或情況很大限度或程度上發(fā)生。例如，在特定實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“大致”意思是隨后描述的事件或情況至少90%的時(shí)間、或至少91%的時(shí)間、或至少92%的時(shí)間、或至少93 %的時(shí)間、或至少94 %的時(shí)間、或至少95 %的時(shí)間、或至少96 %的時(shí)間、或至少97 %的時(shí)間、或至少98 %的時(shí)間、或至少99 %的時(shí)間、或至少100 %的時(shí)間發(fā)生。同樣，術(shù)語(yǔ)“大致”被理解為允許不導(dǎo)致對(duì)其產(chǎn)生顯著影響的微小變化和/或偏差。
[0030]現(xiàn)在本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思將會(huì)結(jié)合特定實(shí)施例在以下示例中進(jìn)行描述，使得它的各方面可以被更充分地理解和認(rèn)識(shí)，它并非意在將本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思限制于這些特定的實(shí)施例。相反，其目的是涵蓋可以包括在如本文描述的本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的所有替代、修改和等效體。因此，以下描述用于說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施，應(yīng)當(dāng)理解的是，所示和所述的特定實(shí)施例通過(guò)示例的方式，和為了對(duì)本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行說(shuō)明性論述的目的，并且是為了提供被認(rèn)為是本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思的公式化程序和方法以及原理和概念方面最有用和容易理解的描述而給出的。這樣，以下描述的實(shí)施例意為示例性的，而不是窮盡性的。
[0031]本發(fā)明公開(kāi)包括光檢測(cè)器器件，其包括基底，該基底具有置于其上的用于接收光的多晶材料。在一個(gè)方面中，本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例涉及光伏器件。光伏器件被描述為包括具有表面的基底、施加于基底該表面的多晶材料層、和兩個(gè)或多個(gè)間隔開(kāi)的連接于該多晶材料層的電接觸。多晶材料層可以被敏化以增強(qiáng)或產(chǎn)生接收和與光相互作用的能力。與多晶材料層相互作用的光的變化改變多晶材料層內(nèi)的導(dǎo)電電阻。導(dǎo)電電阻的