多晶光检测器及使用和制造方法
【专利说明】多晶光检测器及使用和制造方法
[0001]通过引用并入
[0002]本专利申请在此通过引用并入2012年12月13日提交的美国序号为N0.61/736987的临时专利申请的全部内容。
【背景技术】
[0003]传统光电摄像机由包括像素的焦平面阵列(FPA)制成，其中像素具有几十微米的典型尺寸。为了最佳的材料质量，在基底上生长连续单晶膜。基底作为籽晶以及用于器件制造的机械支撑。随后，利用加工技术来制造外延膜的FPA。然而，由于可用性、可扩展性、功能性、以及有时的成本问题，经常使用异种物质。异种基底和外延膜之间的晶格常数、热膨胀系数、和晶体结构的不匹配带来了例如位错的缺陷，并且因此导致较差的晶体质量和器件性能。已经进行研宄以消除或减少这些缺陷，包括缓冲层技术、应变层、横向生长、选择区域生长、和例如退火的非原位处理技术。然而，对于许多材料系统来说，成功受限于基本的材料物理性质。
[0004]包括微尺寸晶体的铅盐材料制成的多晶薄膜已经用于制造未冷却的中红外(MWIR)光导(PC)检测器。商用铅盐PC检测器可以在室温下运行，但是由于检测的光导类型而具有慢的响应时间和较低的探测度。在室温下运行、具有快的响应时间和高探测度的中/长波(MWIR和LWIR)光伏(PV)检测器早已被寻求但仍没有实现。虽有高的材料质量，但由微尺寸自结晶的晶体制成的多晶半导体在传统观念中没有被考虑适用于PV结检测器的制造。
[0005]抗反射涂层可以应用于光电器件，例如固态发光器件、太阳能电池、和红外光发射器和检测器。在器件及其周围环境之间的光耦合效率是影响性能的重要因素。传统的薄膜抗反射涂层仅可以在狭窄的入射角度内并针对某一小波长范围增强光耦合。
【附图说明】
[0006]本发明公开的一些实施例在附图中示出。然而，应当指出的是，附图仅示出了一些典型的实施例，且因此并非意在被认为是限制本发明公开的范围。此外，在附图中，相似或相同的附图标记可用于标识相同或相似的元件，并且不是所有这些元件可被如此标记。附图不必按比例，并且为了清楚和简明的目的，附图的某些特征和某些视图可以夸大地或示意地示出。
[0007]图1是根据本发明公开的光导器件的实施例的示意图。
[0008]图2是用于生成图1光导器件的方法实施例的框图。
[0009]图3a是根据本发明公开的一实施例的施加于基底的多晶材料层的俯视图。
[0010]图3b是图3a的多晶材料层的截面图。
[0011]图4a是根据本发明公开的一实施例的施加于基底的多晶材料层的俯视图。
[0012]图4b是图4a的多晶材料层的截面图。
[0013]图5是根据本发明公开的一实施例的光伏器件实施例的示意图。
[0014]图6是根据本发明公开的一些实施例的图5中所示具有抗反射涂层的光伏器件的部分基底的局部侧视图。
[0015]图7是用于生成图5光伏器件的方法实施例的框图。
[0016]图8是根据本发明公开的一实施例的夜视半导体器件的分解示意图。
[0017]图9是根据本发明公开的用于给基底施加抗反射涂层的方法实施例的框图。
[0018]图10是根据本发明公开的一些实施例构成的复眼检测器的透视图。
【具体实施方式】
[0019]在通过示例性附图、试验、结果和实验步骤的方式详细解释本发明的发明构思的一些实施例之前，应当理解的是，发明构思不限于其应用于下面的描述中公开的和附图、试验和/或结果中示出的结构细节和部件设置方式。发明构思能够是其他实施例或以不同的方式实施或实现。同样，本文使用的语言目的是给予最大限度的可能范围和含义；并且实施例本是示例性的，而不是穷举性的。而且，应当理解的是，本文采用的措辞和术语目的是为了说明，而不应当看作是限制。
[0020]除非本文另有定义，与本发明公开的发明构思相关使用的科学和技术术语具有本领域普通技术人员通常理解的含义。此外，除非上下文另有要求，单数术语应当包括复数，且复数术语应当包括单数。通常，本文使用的命名方法是那些本领域中公知的和常用的。本文使用的命名方法是那些本领域中公知的和常用的。
[0021]说明书中提及的所有专利、公开的专利申请和非专利出版物指示本发明公开的发明构思所属领域的普通技术人员的技术水平。在本申请任何部分应用的所有专利、公开的专利申请和非专利出版物在本文中通过引用而明确地整体并入，其程度如同每个单独的专利或出版物被具体和单独地指出通过引用而并入。
[0022]本文公开的所有的器件、设备、和/或方法可以根据本发明公开无需过度试验而制造和执行。尽管本发明公开的部件和方法已经以特定实施例进行了描述，但对本领域技术人员来说，显而易见可以对部件和/或方法改变，以及对本文所述方法的步骤或步骤顺序改变，而不脱离本发明公开的构思、精神和范围。对本领域技术人员来说显而易见的所有这些相似的替代和改变，被认为是在落入如本文公开的发明构思的精神、范围和构思之内。
[0023]如根据本发明公开所使用的，以下术语(除非另有说明)应当理解为具有以下含义:
[0024]除非明确说明与此相反，“或”是指包含性的或，而且不是排他性的或。例如，条件A或B满足于以下任一个: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)。本文使用的术语“或它们的组合”是指术语之前所列项目的全部排列和组合。例如，“A、B、C、或它们的组合”意指包括下面的至少一个:A、B、C、AB、AC、BC、或ABC，且如果在特定语境中顺序是重要的，还有BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC、或CAB。继续这个示例，明确包括的是包含一个或多个项目或术语的重复组合，例如BB、AAA、AAB, BBC, AAABCCCC、CBBAAA, CABABB,等等。本领域技术人员应当理解的是，通常在任意组合中没有项目或术语的数量限制，除非从上下文中另有显示。
[0025]“一”或“一个”的使用被用来描述本文实施例的元件或部件。这么做仅仅是为了方便和赋予本发明构思的一般意义。这种描述应被理解为包括一个或至少一个，而且除非另有说明，单数也包括复数。当在权利要求和/或说明书中结合术语“包括”使用时，使用词语“一”或“一个”可能指的是“一个”，但是它还与“一个或多个”、“至少一个”、和“一个或多于一个”的意义相同。权利要求中使用的术语“或”被用于表示“和/或”，除非明确地指示指的就是唯一选择或或备选项是相互排斥的，但是本发明公开支持的定义指的是唯一选择和“和/或”。术语“至少一个”的使用被理解为包括一个，以及多于一个的任何数量，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。根据所连接的术语，术语“至少一个”可能扩大到高达100或1000或更多；此外，数量100/1000不被认为是限制性的，因为在某些实施例中更高的限制也可产生令人满意的结果。此外，术语“X、Y和Z中的至少一个”(在这里X、Y和Z旨在表示例如三个或更多物体)的使用应当被理解为包括单独的X、单独的Y、和单独的Z，以及X、Y和Z的任何组合，例如X和Y、X和Z、或Y和Zo
[0026]如本说明书和权利要求中使用的，词语“包括”(以及包括的任何形式，例如单数“包括”和复数“包括”)，“具有”(以及具有的任何形式，例如单数“具有”和复数“具有”)，“包含”(以及包含的任何形式，例如单数“包含”和复数“包含”)，或“含有”(以及含有的任何形式，例如单数“含有”和复数“含有”)是包括或开放的结尾，并且不排除另外的、未陈述的元件或方法步骤。
[0027]如本文使用的任何涉及到“一个实施例”、“一实施例”或“一些实施例”的意思是结合实施例描述的特定的元件、特性、结构、或特征被包含在至少一个实施例中。在说明书中不同位置出现的短语“在一个实施例中”未必是指同一个实施例。
[0028]术语“大约”被用于指示一数值包括对于被采用的确定数值和/或变化的装置、方法来说在研宄项目中间存在的固有偏差或误差。例如但不限于，当使用术语“大约”时，指定值可以改变为 +/-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，符号“ +/-”表示“正或负”。
[0029]如本文使用的，术语“大致(substantially) ”意思是随后描述的事件或情况完全发生或随后描述的事件或情况很大限度或程度上发生。例如，在特定实施例中，术语“大致”意思是随后描述的事件或情况至少90%的时间、或至少91%的时间、或至少92%的时间、或至少93 %的时间、或至少94 %的时间、或至少95 %的时间、或至少96 %的时间、或至少97 %的时间、或至少98 %的时间、或至少99 %的时间、或至少100 %的时间发生。同样，术语“大致”被理解为允许不导致对其产生显著影响的微小变化和/或偏差。
[0030]现在本发明公开的发明构思将会结合特定实施例在以下示例中进行描述，使得它的各方面可以被更充分地理解和认识，它并非意在将本发明公开的发明构思限制于这些特定的实施例。相反，其目的是涵盖可以包括在如本文描述的本发明公开的发明构思范围内的所有替代、修改和等效体。因此，以下描述用于说明本发明公开的发明构思的实施，应当理解的是，所示和所述的特定实施例通过示例的方式，和为了对本发明公开的发明构思进行说明性论述的目的，并且是为了提供被认为是本发明公开的发明构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给出的。这样，以下描述的实施例意为示例性的，而不是穷尽性的。
[0031]本发明公开包括光检测器器件，其包括基底，该基底具有置于其上的用于接收光的多晶材料。在一个方面中，本发明公开的实施例涉及光伏器件。光伏器件被描述为包括具有表面的基底、施加于基底该表面的多晶材料层、和两个或多个间隔开的连接于该多晶材料层的电接触。多晶材料层可以被敏化以增强或产生接收和与光相互作用的能力。与多晶材料层相互作用的光的变化改变多晶材料层内的导电电阻。导电电阻的