[发明专利]薄膜晶体管结构可见盲光电探测器及其制备方法

说明书

本申请公开了一种薄膜晶体管结构可见盲光电探测器，其包括薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极、半导体沟道以及位于栅极和半导体沟道层之间的栅介质层；薄膜晶体管结构可见盲光电探测器还包括一层透明的互补型半导体薄膜和透明的金属氧化物薄膜，该互补型半导体薄膜位于半导体沟道层的远离栅介质层一侧，该互补型半导体薄膜适于与半导体沟道层形成pn结，金属氧化物薄膜设置在半导体沟道层和互补型半导体薄膜之间。本申请还公开了一种薄膜晶体管结构可见盲光电探测器的制备方法。互补型半导体薄膜与半导体沟道层形成的pn结能够产生内建电场来阻碍光生电子和光生空穴的重组，延长了光生载流子的寿命，使得紫外可见光抑制比增大。

技术领域

本申请涉及一种薄膜晶体管结构可见盲光电探测器及其制备方法，属于半导体光电检测技术领域。

背景技术

紫外探测技术是继红外探测技术之后发展起来的一项新型探测技术，广泛应用于军事、医学、生物、食品安全等领域。紫外探测技术的关键是制备高灵敏度，低噪声，功耗小的紫外光电探测器。目前逐渐投入军事应用和商业化的紫外光电探测器件有紫外光电倍增管、紫外增强器和固体紫外探测器。固体紫外探测器一直是各国研究的热点。固体紫外探测器是一种新型的紫外探测器件，主要包括紫外雪崩二极管、砷化镓紫外探测器和基于宽禁带半导体的紫外光电探测器。

传统的固体紫外探测器都是两端器件，如光电导型、光电二极管型、采用M-S-M型、p-i-n型等结构。传统的固体紫外探测器具有响应速度快、低噪声、灵敏度高等优点，但是也存在功耗高、兼容性差，体积笨重等不足。

此外，三端器件如薄膜晶体管型紫外光电探测器兼容性较好，易于大面积电路集成，且随着柔性电子器件的不断发展，更加扩宽了光电晶体管的应用范围，如电子皮肤、可穿戴式光电探测器等。当前光响应度大，灵敏度高的薄膜晶体管型紫外光电探测器已经见诸报道，但是依然存在紫外可见光抑制比小，制备成本高，工艺复杂等问题。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种薄膜晶体管结构可见盲光电探测器，该薄膜晶体管结构可见盲光电探测器具有制备工艺简单、紫外可见光抑制比大的优点。

所述薄膜晶体管结构可见盲光电探测器包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、半导体沟道层、位于所述栅极和所述半导体沟道层之间的栅介质层，所述薄膜晶体管结构可见盲光电探测器的特征在于，还包括透明的互补型半导体薄膜，所述互补型半导体薄膜位于所述半导体沟道层的远离所述栅介质层一侧，所述互补型半导体薄膜适于与所述半导体沟道层形成pn结；和透明的金属氧化物薄膜，所述金属氧化物薄膜设置在所述半导体沟道层和所述互补型半导体薄膜之间。

优选地，所述半导体沟道层的材料是铟镓锌氧化物，所述互补型半导体薄膜是p型半导体薄膜。

优选地，所述互补型半导体薄膜由高分子材料制成。

优选地，所述互补型半导体薄膜的厚度为30～50nm。

优选地，所述半导体沟道层的厚度为40～60nm。

优选地，所述半导体沟道层的宽长比是800um:200um。

优选地，所述金属氧化物薄膜是氧化亚锡薄膜、氧化镍薄膜或氧化铝薄膜。

优选地，所述金属氧化物薄膜的厚度为10nm以下。

根据本申请的又一个方面，提供了一种薄膜晶体管结构可见盲光电探测器的制备方法，其包括：形成薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、半导体沟道层以及位于所述栅极和所述半导体沟道层之间的栅介质层，该制备方法的特征在于，还包括：采用旋涂法和光刻法在所述半导体沟道层的远离所述栅介质层一侧形成互补型半导体薄膜，其中，所述互补型半导体薄膜适于与所述半导体沟道层形成pn结。