应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件及其制作方法与流程

本申请涉及光电探测技术领域，尤其涉及应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件及其制作方法。

背景技术：

随着光电探测技术的发展，应用与光电探测技术领域的物质也越来越广泛。在中波至长波红外波段工作的光学传感器有着许多应用，包括气体探测、热成像以及环境中危险物的探测等。自2004年机械剥离石墨烯成功以来，受超薄二维纳米材料的启发，低维半导体材料的探索和研究发展迅速。其中零维材料以量子点(quantumdots，qds)为典型代表。qds也称半导体纳米晶(nanocrystals，ncs)，是指三维受限的纳米材料，其半径小于或接近于激子波尔半径。其中在光电应用领域，胶体量子点(colloidalquantumdot，cqds)，量子限域效应明显，可提供液相处理器件的工艺平台，是构建低功耗和高性能光电探测器的基础，也是开发新一代高性能电子器件的新兴候选材料。

但由于cqds依赖于光的带间吸收，因此要实现电子的激发，对入射光子的能量有较高要求。并且很多qds的工艺都是关于铅和汞不仅有毒，而且受限于有害物质限制的国际规定，对环境也会产生污染。如何改进cqds的生产工艺，使之在应用到光电探测器时能发挥其优势，同时，克服其不足。

技术实现要素：

本申请实施例提供了应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件及其制作方法。通过制作分子材料采用的物质以及方式的改进，提高分子材料部件的灵敏度。

第一方面，应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件的制作方法，所述分子材料部件为应用于所述高灵敏度光电探测器的pn结，所述分子材料包括胶体量子点，所述方法包括：

按照预设的方式制作胶体量子点薄膜，所述胶体量子点薄膜作为所述pn结的p型表面入射窗层；

制作n型本征吸收层，并利用金属氧化物旋涂所述n型本征吸收层，得到金属氧化物修饰的所述n型本征吸收层，其中，所述n型本征吸收层包括半导体材料；

采用光刻工艺将所述胶体量子点薄膜设置于所述金属氧化物修饰的所述n型本征吸收层的上表面，得到pn结。

可选的，所述按照预设的方式制作胶体量子点薄膜，包括：

按照一定的比例配备反应溶剂，将所述反应溶剂的温度加热至300℃-500℃后，向所述反应溶剂中注入有机前驱体；

采用高能分解的方式分解所述有机前躯体，使得所述有机前躯体气态化，生成活性中间体，所述高能分解的方式包括加热分解、激光分解、等离子体反应分解中的任意一种或多种；

调节反应器内的温度，使得所述活性中间体蒸气温度高于热力学临界反应温度值，在所述反应器内形成饱和蒸气压，以使得所述活性中间体自发地凝聚成核；

控制所述反应器内的温度，以使得所述核在所述反应器的加热区聚集形成微粒子，并且在一定温度下形成纳米晶；

向所述反应器内输入载气气流，以使得所述载气气流将所述纳米晶运输至所述反应器的低温区，通过晶粒生长、聚集形成胶体量子点；

按照预设工艺将所述胶体量子点制作成所述胶体量子点薄膜。

可选的，所述按照预设工艺将所述胶体量子点制作成所述胶体量子点薄膜，包括：

检测所述胶体量子点的尺寸，离心沉淀所述胶体量子点，得到微型胶体量子点以及大尺寸的胶体量子点；

将所述大尺寸的胶体量子点进行重掺杂，以使得所述掺杂离子填充所述大尺寸的胶体量子点中的空白导带；其中，所述掺杂离子与所述大尺寸的胶体量子点的体积比为1:9-1:4，掺杂的物质包括碘，铕元素，铒元素或者磷元素中的任意一种或多种；

将掺杂后的大尺寸的胶体量子点与所述微型胶体量子点进行混合，得到混合的胶体量子点，将所述混合的胶体量子点按照预设方式制作成所述胶体量子点薄膜。

可选的，所述将所述混合物胶体量子点按照预设方式制作成所述胶体量子点薄膜，包括：

控制清洗液的流速为1-2.5m/s，使得所述清洗液洗涤基底表面的杂质，并用输出惰性气体的干燥装置干燥清洗后的基底；

利用等离子清洗机在氧气气氛下活化处理干燥后的基底表面，使基底表面活化；

加热所述混合的胶体量子点，使其呈液态，将液态化的胶体量子点输送至蒸发器内，控制蒸发器内的温度在0℃-80℃之间，压强在10kpa-60kpa之间，利用旋涂机将所述液态化的胶体量子点均匀地旋涂至预先分布好的基底上，形成所述胶体量子点薄膜；

其中，所述蒸发器内填充有惰性气体，惰性气体包括氩(ar)、氦(he)、氖(ne)、氪(kr)、氙(xe)和氡(rn)中的任意一种或多种。

可选的，所述将所述混合物胶体量子点按照预设方式制作成所述胶体量子点薄膜之后，所述方法还包括：

掺杂一定浓度的银离子在所述胶体量子点薄膜的表面，静置30min-60min后；

在掺杂后的胶体量子点薄膜蒸镀钝化层，所述钝化层为红外透明材料；

控制所述钝化层的厚度，使其厚度范围位于1um-5um之间；

其中，所述红外透明材料包括二氧化硅、硅、锗、氟化钙中的任意一种或多种。

可选的，所述pn结中所述胶体量子点薄膜的层数为1-7层，单层厚度为10nm-50nm。

可选的，所述微型胶体量子点包括直径小于或等于4nm的胶体量子点，所述大尺寸的胶体量子点包括直径为5nm～12nm的胶体量子点。

可选的，红外胶体量子点包括以下任意一种或多种：

石墨烯量子点，硫化镉量子点，二硫化钼量子点。

第二方面，应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件，其特征在于，所述部件包括：

胶体量子点薄膜，所述胶体量子点薄膜用于制作所述光电探测器的p型表面入射窗层，所述胶体量子点薄膜单层厚度为10nm-50nm(例如25nm)；

隔离层，所述隔离层设置于所述p型表面入射窗层与本征吸收层之间，其中，所述隔离层包括金属氧化物薄膜；

n型本征吸收层，所述n型本征吸收层包括半导体材料，所述本征吸收层的厚度为2nm-17nm(例如10.5nm)。

可选的，所述胶体量子点薄膜包括重掺杂后的胶体量子点制得的薄膜，并且所述胶体量子点薄膜的表面被银离子掺杂；

所述pn结中所述胶体量子点薄膜的层数为1-7层，各层所述胶体量子点薄膜单层之间具有1um-5um的空隙，每层所述胶体量子点薄膜表面覆盖有隔离层，所述隔离层的厚度为1um-5um(例如2.5nm)；

其中，构成所述胶体量子点薄膜的胶体量子点的直径为4nm-12nm(例如9nm)；

所述胶体量子点为以下任意一种或多种：石墨烯量子点，硫化镉量子点，二硫化钼量子点。

本申请实施例中，通过改进应用于高灵敏度光电探测器的pn的分子材料的制作方法，采用按照预设的方式制作胶体量子点薄膜，并采用该胶体量子点薄膜作为所述pn结的p型表面入射窗层。提高p型表面入射窗层对光子感应的灵敏度。并且利用金属氧化物旋涂所述n型本征吸收层，即在p型表面入射窗层于本征吸收层之间增设金属氧化物薄膜，可以隔绝空气中的水分和氧气，提高n型本征吸收层的稳定性。另外，用旋涂的方式便于控制该金属氧化物薄膜的厚度。利用胶体量子点薄膜制作的p型表面入射窗层与半导体沟道层形成的pn结能够产生内建电场，有利于延长光生载流子的寿命，增强光电效应。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种应用于光电探测器的pn结的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种分子材料部件的制作方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种分子材料部件的制作方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种光电探测器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

目前，虽有关于胶体量子点(cqds)的研究，但由于cqds依赖于光的带间吸收，因此要实现电子的激发，对入射光子的能量有较高要求。并且很多qds的工艺都是关于铅和汞不仅有毒，而且受限于有害物质限制的国际规定，对环境也会产生污染。如何改进cqds的生产工艺，使之在应用到光电探测器时能发挥其优势，同时，克服其不足。

针对上述问题，本申请实施例提供应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件及其制作方法。下面结合附图进行详细介绍。

首先，请参看图1所示的应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件的结构示意图100，包括p型表面入射窗层110，隔离层120，本征吸收层130。

光电导探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等；在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。为了避免光生载流子扩散引起图像模糊，连续薄膜靶面都用高阻多晶材料，如pbs-pro、sb2s3等。凡禁带宽度或杂质离化能合适的半导体材料都具有光电效应。但是制造实用性器件还要考虑性能、工艺、价格等因素。而且不同材料的光电效应性能也不同。

参见本申请实施例，应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件，所述部件包括：

胶体量子点薄膜，所述胶体量子点薄膜用于制作所述光电探测器的p型表面入射窗层，所述胶体量子点薄膜单层厚度为10nm-50nm；

隔离层，所述隔离层设置于所述p型表面入射窗层与本征吸收层之间，其中，所述隔离层包括金属氧化物薄膜；

n型本征吸收层，所述n型本征吸收层包括半导体材料，所述本征吸收层的厚度为2nm-17nm。

在一个可能的示例中，所述胶体量子点薄膜包括重掺杂后的胶体量子点制得的薄膜，并且所述胶体量子点薄膜的表面被银离子掺杂；

所述pn结中所述胶体量子点薄膜的层数为1-7层，各层所述胶体量子点薄膜单层之间具有1um-5um的空隙，每层所述胶体量子点薄膜表面覆盖有隔离层，所述隔离层的厚度为1um-5um；

其中，构成所述胶体量子点薄膜的胶体量子点的直径为4nm-12nm；

所述胶体量子点为以下任意一种或多种：石墨烯量子点，硫化镉量子点，二硫化钼量子点。

可选的，在p型表面入射窗层110的上表面还可以设置抗反射膜，该抗反射膜可以降低入射光的反射，同时还能保护p型表面入射窗层110。

缓冲层，所述缓冲层设置于所述本征吸收层的上端面；

制作介质层，所述介质层设置于所述缓冲层的上端面；

高电子迁移率晶体管，该高电子迁移率晶体管应用于上述光电探测器，所述高电子迁移率晶体管包括栅极，源极与漏极，钝化层，栅极侧墙；其中，所述栅极设置于所述介质层的上端面，所述钝化层设置于所述栅极的上端面，所述栅极侧墙设置于所述栅极的两侧，所述钝化层以及所述栅极侧墙将所述栅极与所述源极和所述漏极隔离开来。

本申请实施例的分子材料部件可以基于图1举例所示架构的分子材料结构部件结构示意图或其形变架构来具体实施。

参见图2，图2是本申请实施例提供的应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件的制作方法的流程示意图，所述分子材料部件为应用于所述高灵敏度光电探测器的pn结，所述分子材料包括胶体量子点，这种方法可包括但不限于如下步骤：

201、按照预设的方式制作胶体量子点薄膜，所述胶体量子点薄膜作为所述pn结的p型表面入射窗层。

具体的，胶体量子点可以是红外胶体量子点(cqds)。由于可在溶液相中合成，并且可直接使用滴铸、旋转涂层和喷墨打印在衬底上(包括柔性衬底)，将极大地降低器件成本。因此可以采用红外胶体量子点来制作胶体量子点薄膜，并且利用胶体量子点薄膜作为pn结的p型表面入射窗层。可以利用cqds的迁移率的改善，使之在应用于光电传感器的pn结时，提升内部量子效率以及光子的收集效率的优化。

可选的，红外胶体量子点包括以下任意一种或多种：石墨烯量子点，硫化镉量子点，二硫化钼量子点。由于目前研究的汞和铅量子点(qds)是有毒的，虽然在短波和中波的性能优于其他同类qds，但受限于有害物质限制的国际规定，而且对环境也会产生污染。因此本申请示例中，在制作胶体量子点时选用不含汞和铅原材料，制得不含汞和铅的量子点。

202、制作n型本征吸收层，并利用金属氧化物旋涂所述n型本征吸收层，得到金属氧化物修饰的所述n型本征吸收层，其中，所述n型本征吸收层包括半导体材料。

具体的，n型本征吸收层与上述p型表面入射窗层可以为互补性红外胶体量子点。该n型本征吸收层也可以利用p、si、s和te相关n型杂质进行掺杂，其中典型电子浓度为1×10¹⁷-1×10²¹cm³。n型本征吸收层的厚度为30nm-60nm。

另外，金属氧化物可以是以下任意一种或多种：氧化亚锡、氧化镍或氧化铝。旋涂该金属氧化物形成的薄膜的厚度小于等于8nm。

203、采用光刻工艺将所述胶体量子点薄膜设置于所述金属氧化物修饰的所述n型本征吸收层的上表面，得到pn结。

可选的，所述pn结中所述胶体量子点薄膜的层数为1-7层，单层厚度为10nm-50nm。

具体的，在制作胶体量子点之后，利用胶体量子点制作薄膜，可以直接将薄膜制作在制作有金属氧化物修饰的所述n型本征吸收层的上表面。可以采用光刻工艺。利用匀胶机在制作有n型本征吸收层的基板上旋涂光刻胶，烘烤光刻胶2～8min；通过曝光显影在所述光刻胶上形成该pn结的p型表面入射窗层的图案；利用匀胶机将半导体溶液旋涂到该pn结的p型表面入射窗层的图案中；将旋涂半导体溶液后的基板在丙酮中超声清洗4～8min；将超声清洗后的基板进行退火处理，得到pn结。胶体量子点薄膜的层数可以根据不同的应用场景进行调整，范围为1-7层，单层厚度为10nm-50nm。

另外，也可以是先制作胶体量子点薄膜，在利用光刻工艺刻蚀该pn结的p型表面入射窗层的图案，再将薄膜附着在该图案处，使之与n型本征吸收层形成pn结。

可见，本申请实施例中，通过改进应用于高灵敏度光电探测器的pn的分子材料的制作方法，采用按照预设的方式制作胶体量子点薄膜，并采用该胶体量子点薄膜作为所述pn结的p型表面入射窗层。提高p型表面入射窗层对光子感应的灵敏度。并且利用金属氧化物旋涂所述n型本征吸收层，即在p型表面入射窗层于本征吸收层之间增设金属氧化物薄膜，可以隔绝空气中的水分和氧气，提高n型本征吸收层的稳定性。另外，用旋涂的方式便于控制该金属氧化物薄膜的厚度。利用胶体量子点薄膜制作的p型表面入射窗层与半导体沟道层形成的pn结能够产生内建电场，延长了光生载流子的寿命，增强光电效应。

接下来，请参见图3，图3是本申请实施例提供的另应用于高灵敏度光电探测器的分子材料部件的制作方法的流程示意图，所述分子材料部件为应用于所述高灵敏度光电探测器的pn结，所述分子材料包括胶体量子点，这种方法可包括但不限于如下步骤：

301、按照预设的方式制作胶体量子点薄膜，所述胶体量子点薄膜作为所述pn结的p型表面入射窗层；

302、掺杂一定浓度的银离子在所述胶体量子点薄膜的表面，静置30min-60min后，在掺杂后的胶体量子点薄膜蒸镀钝化层，所述钝化层为红外透明材料；控制所述钝化层的厚度，使其厚度范围位于1um-5um之间；其中，所述红外透明材料包括二氧化硅、硅、锗、氟化钙中的任意一种或多种。

具体的，对胶体量子点薄膜的表面进行银离子掺杂，能提高胶体量子点薄膜的表面光学性能的活化。银离子也可以用其他性能良好的金属阳离子替代。

另外，在胶体量子点薄膜表面蒸镀钝化层，可以保护胶体量子点薄膜。而且钝化层可以与胶体量子点薄膜的表面发生配体置换，弥补胶体量子点薄膜的表面缺陷，提升量子效率。但需要精确的控制钝化层的厚度。如果钝化层太薄，对胶体量子点薄膜没有钝化作用。相反，如果胶体量子点薄膜太厚，由于胶体量子点薄膜与钝化层的晶格失配会引起界面张力，从而形成缺陷态，影响胶体量子点薄膜的光学性质。因此将钝化层的厚度控制在1um-5um之间。钝化层的厚度也可以根据胶体量子点薄膜的纳米晶的尺寸、浓度、钝化层与胶体量子点的晶格常数计算得到。

另外，该钝化层可以为红外透明材料。其中，所述红外透明材料包括二氧化硅、硅、锗、氟化钙中的任意一种或多种。选用红外透明材料可以减少p型表面入射窗层的暗电流。

303、制作n型本征吸收层，并利用金属氧化物旋涂所述n型本征吸收层，得到金属氧化物修饰的所述n型本征吸收层，其中，所述n型本征吸收层包括半导体材料。

304、采用光刻工艺将所述胶体量子点薄膜设置于所述金属氧化物修饰的所述n型本征吸收层的上表面，得到pn结。

其中，步骤301参见步骤201，步骤303-304参见步骤202-203，在此不再赘述。

可见，本申请实施例中，通过改进应用于高灵敏度光电探测器的pn的分子材料的制作方法，采用按照预设的方式制作胶体量子点薄膜，并采用该胶体量子点薄膜作为所述pn结的p型表面入射窗层。制作时，在胶体量子点薄膜表面掺杂银离子，能提高胶体量子点薄膜的光学性能，进一步提高p型表面入射窗层对光子感应的灵敏度。精确控制钝化层的尺寸，使得钝化层在保护胶体量子点薄膜时，不会导致其性能的下降。利用金属氧化物旋涂所述n型本征吸收层，即在p型表面入射窗层于本征吸收层之间增设金属氧化物薄膜，可以隔绝空气中的水分和氧气，提高n型本征吸收层的稳定性。另外，用旋涂的方式便于控制该金属氧化物薄膜的厚度。利用胶体量子点薄膜制作的p型表面入射窗层与半导体沟道层形成的pn结能够产生内建电场，延长了光生载流子的寿命，增强光电效应。

在一个可能的示例中，所述按照预设的方式制作胶体量子点薄膜，包括：按照一定的比例配备反应溶剂，将所述反应溶剂的温度加热至300℃-500℃后，向所述反应溶剂中注入有机前驱体；采用高能分解的方式分解所述有机前躯体，使得所述有机前躯体气态化，生成活性中间体，所述高能分解的方式包括加热分解、激光分解、等离子体反应分解中的任意一种或多种；调节反应器内的温度，使得所述活性中间体蒸气温度高于热力学临界反应温度值，在所述反应器内形成饱和蒸气压，以使得所述活性中间体自发地凝聚成核；控制所述反应器内的温度，以使得所述核在所述反应器的加热区聚集形成微粒子，并且在一定温度下形成纳米晶；向所述反应器内输入载气气流，以使得所述载气气流将所述纳米晶运输至所述反应器的低温区，通过晶粒生长、聚集形成胶体量子点；按照预设工艺将所述胶体量子点制作成所述胶体量子点薄膜。

具体的，在制作胶体量子点薄膜时，要先制作胶体量子点。首先配备反应溶剂，可以将液体石蜡、油酸和十八烯(ode)等非配位“绿色”溶剂作为反应溶剂，按照3:3:4的比例进行配置，也可以根据制作胶体量子点的尺寸对溶剂比例进行调整。另外，反应溶剂也可以甲苯和uv胶混合制成量子点胶水溶液。在不同配比下制作的胶体量子点具有不同的形貌特征。为使得本实施例中的胶体量子点具有形貌良好、发光均匀、量子点胶点圆度更佳，点胶水溶液中甲苯与uv胶的质量比调整为1:9。以此提高量子点阵列的一致性与发光均匀性，也能对提高胶体量子点器件的灵敏度及分辨率。

另外，将反应溶剂的温度加热至300℃-500℃后，再向所述反应溶剂中注入有机前驱体。使得反应溶液中的单体浓度在瞬间会达到过饱和，形成爆发式成核。加热是高能分解该有机前躯体的一种方式分解，使得所述有机前躯体气态化，生成活性中间体。高能分解的方式还可以是激光分解、等离子体反应分解中的任意一种或多种。

调节反应器内的温度，即使得该活性中间体蒸气温度能继续高于热力学临界反应温度值，但又不能过高，在该反应器内形成饱和蒸气压，以使得该活性中间体自发地凝聚成核。控制所述反应器内的温度，以使得所述核在所述反应器的加热区聚集形成微粒子，并且在一定温度下形成纳米晶。成核的过程中会消耗大量的单体，使得未反应的单体浓度迅速降低，直至浓度低于某一个值时，便不再形成新的晶核，开始进入到晶核的生长阶段，实现核量子点的合成。

为了提高晶粒生长以及聚集的速度向所述反应器内输入载气气流，载气气流为惰性气体。反应器内填充有惰性气体，继续输入惰性气体，保证瞬间被加热的惰性气体利用热循环将纳米晶输出至低温区时，还能保证反应器内仍然被惰性气体填充。纳米晶在反应器的低温区，通过晶粒生长、聚集形成胶体量子点。

另外，上述有机前驱体包括以下任意一种或多种：ⅳ族(si，ge，gesn)，ⅱ-ⅴ族(inas，insb)，ⅰ-ⅵ族(ag2s，ag2se)和三元ⅰ-ⅲ-ⅵ(cuins2，cuinse2，agbis2，aginse2)中，以及最新的金属卤化物钙钛矿qds，如cssni3，cssnpb1-x，fapbi3和csxfa1-xpbi3qds等。

进一步的，在制作胶体量子点后，便可以按照预设工艺将该胶体量子点制作成所述胶体量子点薄膜。

可见，较之于气相外延的“干”方法制备，通过溶液化学合成方法制备的胶体量子点具有尺寸和形状精确可调，单分散性好，光谱窄(光纯度高)，光致发光量子产率高等特性，这都是外延技术无法比拟的。与气相外延制备在基片上的量子点不同，胶体量子点是独立合成的，因此可以进行后期的化学处理和薄膜自组装。另外，相对便宜，简单以及可改进的溶液制备方法合成的几乎无缺陷的量子点的纯度远远超过在高真空环境下外延生成的。

在一种可能的示例中，所述按照预设工艺将所述胶体量子点制作成所述胶体量子点薄膜，包括：检测所述胶体量子点的尺寸，离心沉淀所述胶体量子点，得到微型胶体量子点以及大尺寸的胶体量子点；将所述大尺寸的胶体量子点进行重掺杂，以使得所述掺杂离子填充所述大尺寸的胶体量子点中的空白导带；其中，所述掺杂离子与所述大尺寸的胶体量子点的体积比为1:9-1:4，掺杂的物质包括碘，铕元素，铒元素或者磷元素中的任意一种或多种；将掺杂后的大尺寸的胶体量子点与所述微型胶体量子点进行混合，得到混合的胶体量子点，将所述混合的胶体量子点按照预设方式制作成所述胶体量子点薄膜。

可选的，所述微型胶体量子点包括直径小于或等于4nm的胶体量子点，所述大尺寸的胶体量子点包括直径为5nm～12nm的胶体量子点。

具体的，由于掺杂后的胶体量子点具有更好的性能。但由于较大尺寸的胶体量子点含有更多暴露在外的原子，因此掺杂方法在较大量子点上更有效。事实上，对于直径小于4nm的量子点，1se导带几乎是空的；而对于直径在4～8nm的量子点，可以形成重掺杂，1se导带可实现部分填充；对于直径大于8nm的量子点，1se导带几乎完全被填充，约每量子点填充8个电子。为简化操作，直接将5nm～12nm的胶体量子点作为大尺寸胶体量子点，一起进行重掺杂。

另外，掺杂时的比例根据掺杂效果设定为碘与所述大尺寸的胶体量子点的体积比为1:9-1:4。具体比例可以根据大尺寸的胶体量子点与所述微型胶体量子点的比例，以及具体的掺杂离子进行调整。掺杂可以是掺杂某一种物质，也可以是多种物质混合掺杂。因为微型胶体量子点的尺寸过小，掺杂效果不理想，为简化工艺流程，降低资源的浪费，不对微型胶体量子点进行掺杂。而是将掺杂后的大尺寸的胶体量子点与该微型胶体量子点进行混合，得到混合的胶体量子点，将该混合的胶体量子点按照预设方式制作成该胶体量子点薄膜。

另外，掺杂的物质包括碘，铕(eu)元素，铒(er)元素或者磷(p)元素中的任意一种或多种。

可见，选择大尺寸的胶体量子点进行掺杂，在这种重掺杂量子点中，填充的导带可提高带间光子吸收和带内吸收，从而使带内吸收成为可能。这意味着量子点越大，其能吸收的红外波长就越长。能有效提升胶体量子点的性能。再将掺杂后的大尺寸的胶体量子点与该微型胶体量子点进行混合，得到混合的胶体量子点，将该混合的胶体量子点按照预设方式制作成该胶体量子点薄膜。在简化制造工艺，提高原材料利用率的同时，有利于提高胶体量子点薄膜的性能。

在一种可能的示例中，所述将所述混合物胶体量子点按照预设方式制作成所述胶体量子点薄膜，包括：控制清洗液的流速为1-2.5m/s，使得所述清洗液洗涤基底表面的杂质，并用输出惰性气体的干燥装置干燥清洗后的基底；利用等离子清洗机在氧气气氛下活化处理干燥后的基底表面，使基底表面活化；加热所述混合的胶体量子点，使其呈液态，将液态化的胶体量子点输送至蒸发器内，控制蒸发器内的温度在0℃-80℃之间，压强在10kpa-60kpa之间，利用旋涂机将所述液态化的胶体量子点均匀地旋涂至预先分布好的基底上，形成所述胶体量子点薄膜；其中，所述蒸发器内填充有惰性气体，惰性气体包括氩、氦、氖、氪、氙和氡中的任意一种或多种。

具体的，在得到混合物胶体量子点之后，要将混合物胶体量子点制作成所述胶体量子点薄膜。需要对混合物胶体量子点进行加热，使之液态化。通常加热温度为60℃-80℃。然后利用旋涂机将所述液态化的胶体量子点均匀地旋涂至预先分布好的基底上，形成所述胶体量子点薄膜。

另外，需要提前对基底进行活化处理。首先进行清洗，控制清洗液的流速为1-2.5m/s，使得所述清洗液洗涤基底表面的杂质。清洗液可以依次为丙酮、乙醇和水。清洗完成后进行干燥。为避免干燥的时候又污染基底，本申请实施例选用输出惰性气体的干燥装置干燥清洗后的基底。可以对气体进行加热处理，使其温度处于0℃-80℃之间。

另外，在利用旋涂机将所述液态化的胶体量子点均匀地旋涂至预先分布好的基底上时，环境设置在蒸发器内，并且控制蒸发器内的温度在0℃-80℃之间，压强在10kpa-60kpa之间。所述蒸发器内填充有惰性气体，惰性气体包括氩(ar)、氦(he)、氖(ne)、氪(kr)、氙(xe)和氡(rn)中的任意一种或多种。便于旋涂时，避免基底以及胶体量子点被污染。而且，通过温度控制，能保证旋涂时胶体量子点保持液态化。而且在完成旋涂时，及时降低蒸发器内的温度，便于胶体量子点薄膜被风干。

可见，通过对基底的清洁、活化处理，以及旋涂液态胶体量子点时环境的选择，保障制作的胶体量子点薄膜具有好的品貌，不受外界污染。

可选的，所述方法还包括：所述制作胶体量子点薄膜，采用以下任意一种或多种制作方法：气相合成法、溶胶-凝胶法、水热法/溶剂热法、反胶束法、连续离子层吸附反应法、热注入法。

可选的，所述采用光刻工艺将所述胶体量子点薄膜设置于所述金属氧化物修饰的所述n型本征吸收层的上表面，得到pn结之后，所述方法还包括：

制作所述光电探测器的高电子迁移率晶体管，包括：在所述本征吸收层的另一侧设置缓冲层，在所述缓冲层的另一端面设置介质层，在所述介质层的上端面采用光刻刻蚀工艺形成栅极槽，并在所述栅极槽的上端面沉积栅极金属和钝化层，采用光刻刻蚀工艺形成栅极；采用回刻工艺在所述栅极两侧形成自对准工艺所需的栅极侧墙；沉积源极和漏极金属层，使得所述源极和漏极金属层覆盖所述钝化层以及所述侧墙，得以自对准形成源漏接触，刻蚀所述源极和漏极金属层，以形成源极和漏极，得到所述高电子迁移率晶体管；其中，所述源极与所述栅极通过所述侧墙以及所述钝化层隔离，所述漏极与所述栅极通过所述侧墙以及所述钝化层隔离。

具体的，如图4所示，按照上述实施例制得的两端器件pn结还可以三端器件高电子迁移率晶体管(hemt)结合应用于光电探测器上，提升光电探测器的性能。在制作hemt时，采用光刻工艺制作栅极以及源极和漏极，以及栅极介质层，钝化层等。采用自对准工艺制作栅极侧墙。并且，该源极与该栅极通过该侧墙以及该钝化层隔离，该漏极与该栅极通过该侧墙以及该钝化层隔离。

其中，栅极的介质层包括第一介质层和/或第二介质层，其中：该第一介质层为sinx或al2o3，该第二介质层为sio2；该第二介质层位于该第一介质层的上端面。栅极金属可以为高掺杂的t形硅(si)，栅极金属层的厚度为150nm-200nm。该源极和漏极金属层一般是几种金属的组合，通过高温退火形成合金以减小电阻。这些金属包括ti、al、ni、au、ta、tin、tan等，通常是通过金属蒸镀或溅射的方法逐层沉积。该钝化层可以为氮化硅和二氧化硅(sinx+sio2)组合材料，也可以是sinx和sio2其中的任意一种，或者其他含有绝缘物质的材料。满足保护栅极以及隔离栅极与该高电子迁移率晶体管中其他组件的功能需求。钝化层的厚度为250nm～700nm。

另外，侧墙介质层厚度为大于或等于200nm；该侧墙的预设厚度小于或等于50nm。图4中箭头所指的方向为光的入射方向。

可见，本申请实施例中将hemt三端器件和pn结两端器件耦合在一起，不仅具备两端器件的优点，而且集成了三端器件，能提升光电探测器的兼容性。并且hemt中，通过缩短栅极到源极和漏极的距离，以及三端的尺寸，能进一步降低hemt的寄生电阻，以此提升应用了该hemt的光电探测器的性能。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所揭露的仅为本申请的部分实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。