[发明专利]一种基于铁电PN结的光电器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于铁电PN结的光电器件及其制备方法，包括基板；位于所述基板上形成PN结的铁电半导体材料层和光敏材料层，其中所述铁电半导体材料层和与所述光敏材料层在竖直方向上部分重叠并在接触面上形成PN结；第一电极和第二电极，分别与所述铁电半导体材料层和所述光敏材料层电连接。本发明形成的PN结中的铁电半导体材料和光敏材料接触后能够形成内建电势，在施加栅压脉冲后，内建电势能够进行非易失地调控，从而非易失地调控光照下器件的短路电流，进而提高光电器件的效率。

本申请要求在2021年08月05日提交的申请号为“202110896408.1”、申请名称为“一种光电器件及其制备方法”的在先专利申请案的在先申请优先权。

技术领域

本发明涉及无机半导体纳米材料技术领域，尤其涉及一种基于铁电PN结的光电器件及其制备方法。

背景技术

光电效应是指当光线照射在金属表面时，能使金属中的电子从表面逸出的现象。光电器件是指根据光电效应制作的器件称为光电器件，也称光敏器件。

常见的光电器件通常包括光电管、光电二极管以及光电三极管等，其工作原理都是光照射到光电器件上时，引起光电器件内物质的电性质发生变化。光电器件在光的辐照作用下发射电子的效应，从而将光信号转化为电信号。

然而，现有技术中的光电器件对光的依赖性较强，在光照下产生的电流较弱，因此将光转化为电信号的效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于铁电PN结的光电器件及其制备方法，解决现有技术中光电器件效率低的问题。

本发明提供一种基于铁电PN结的光电器件，包括基板；位于所述基板上形成PN结的铁电半导体材料层和光敏材料层，其中所述铁电半导体材料层和与所述光敏材料层在竖直方向上部分重叠并在接触面上形成PN结；第一电极和第二电极，分别与所述铁电半导体材料层和所述光敏材料层电连接。

根据本发明提供的一种基于铁电PN结的光电器件，所述第一电极位于所述铁电半导体材料层未与所述光敏材料层重叠的一端并与所述铁电半导体材料层电连接，且所述第二电极形成于所述光敏材料层未与所述铁电半导体材料层重叠的一端并与所述光敏材料层电连接。

根据本发明提供的一种基于铁电PN结的光电器件，所述第一电极形成于所述铁电半导体材料层上，所述第二电极形成于所述光敏材料层上。

根据本发明提供的一种基于铁电PN结的光电器件，所述光电器件为二极管。

根据本发明提供的一种基于铁电PN结的光电器件，所述光电器件为场效应晶体管，所述场效应晶体管的栅极形成于所述基板，所述场效应晶体管的漏极和源极各自形成于所述第一电极和第二电极，所述栅极与所述铁电半导体材料层和光敏材料层之间通过介质层隔离设置。

根据本发明提供的一种基于铁电PN结的光电器件，所述光电器件为场效应晶体管，所述场效应晶体管的栅极形成于所述基板之上，并与所述铁电半导体材料层和光敏材料层之间通过介质隔离设置，所述场效应晶体管的漏极和源极各自形成于所述第一电极和第二电极。

本发明还提供一种整流器，包括基于铁电PN结的光电器件，所述光电器件作为整流二极管。

本发明还提供一种基于铁电PN结的光电器件的制备方法，其特征在于，包括：提供基板；在所述基板上形成铁电半导体材料层和光敏材料层，其中所述铁电半导体材料层和与所述光敏材料层在竖直方向上部分重叠并在接触面上形成PN结；形成第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别与所述铁电半导体材料层和所述光敏材料层电连接。