[发明专利]基于CH3NH3PbI3材料的光电晶体管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，更进一步涉及微电子器件技术领域中的一种基于 CH₃NH₃PbI₃材料的光电晶体管及其制作方法。本发明作为光电传感器件，用于 可见光波段的光强度测量和光脉冲测量。

背景技术

随着电子技术的蓬勃发展，市场对光电传感器件的需求与日俱增，并对器件 性能不断提出更高更细致的要求。近年来，随着可见光无线通信技术的崛起，市 场对可见光波段的光电传感器提出了新的要求。

基于传统硅基材料的光电二极管、光电三极管的可见光波段探测器由于材料 的带隙较窄，波长响应会延续到红外波段，容易受到红外光波段的干扰。此外硅 光传感器使用时需要较高的偏置电压，功耗相对较高；硅光传感器制作时需要使 用复杂的高温扩散等工艺，制作成本高。

常州大学申请的专利“一种钙钛矿结构太阳能电池及其制备方法”(申请号： 201310650505.8，公开号：103700768A)中公开了一种钙钛矿结构的太阳能电池 及其制备方法。该方法首先在FTO导电玻璃上沉积一层氧化钛或氧化锌n型致 密层，然后再沉积氧化铝阻挡层，接着制备一层杂化钙钛矿结构CH₃NH₃PbI₃， 继续沉积氧化铝绝缘层，再然后沉积有机P型层，最后沉积金属电极层。该方法 存在的不足之处是，CH₃NH₃PbI₃材料的应用局限于太阳能电池领域，而无法使 用在光电探测器件的应用和优化领域。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中传统硅基材料的光电二极管、光电三极管 光电探测器容易受到红外波段干扰的不足，充分利用CH₃NH₃PbI₃材料在可见光 波段吸收系数高、对红外光谱响应低的优点，提供一种制备成本低廉、制备工艺 简单的有电晶体管，以满足可见光探测的要求。

本发明的具体思路是：有机钙钛矿材料CH₃NH₃PbI₃在太阳能电池领域具有 广泛而深入的研究，但将此种材料用于光探测器还少有先例。有机钙钛矿材料 CH₃NH₃PbI₃对于可见光波段具有很高吸收系数，而在红外波段吸收系数较低， 即材料对于光的吸收具有波长选择性，故采用此种材料制作的光电晶体管可以有 效减弱红外光波段的干扰。基于此原理，本发明使用CH₃NH₃PbI₃材料作为有电晶 体管的光吸收层。

本发明的基于CH₃NH₃PbI₃材料的有电晶体管，包括：衬底、空穴传输层、 光吸收层、电子传输层、空穴传输层，顶电极、底电极。空穴传输层、光吸收层、 电子传输层、空穴传输层依次从衬底开始向上逐层沉积，形成多层结构的光电晶 体管。光吸收层采用CH₃NH₃PbI₃材料。

本发明的基于CH₃NH₃PbI₃材料的有电晶体管的制作方法，包括如下步骤：

(1)清洗衬底：

利用UV-OzoneOven设备，对衬底(1)清洗15分钟，得到已清洗的衬底；

(2)沉积薄膜：

将PEPOT:PSS溶液滴加到已清洗的衬底，用匀胶机旋涂均匀，在140摄氏 度的环境中烘烤干燥15分钟，在已清洗的衬底上形成空穴传输层(2)，得到沉 积过PEPOT:PSS层的衬底；

(3)沉积薄膜：