[发明专利]一种钙钛矿光电晶体管及其制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种钙钛矿光电晶体管及其制备方法，属于光探测领域。所述光电晶体管器件包括基础衬底，位于基础衬底上的漏源金属电极，金属氧化物半导体薄膜，所述金属氧化物半导体薄膜上覆盖有电荷传输界面层，所述电荷传输界面层上方有图形化的有机无机杂化钙钛矿材料层，所述电荷传输界面层至少将图形化的有机无机杂化钙钛矿材料层与源漏金属电极、金属氧化物薄膜分隔开，基础衬底上方设有一层钝化层，所述钝化层将器件全部覆盖。所述钙钛矿光电晶体管为底栅底接触结构，具有暗电流低、响应速度快、宽光谱响应的特性，与硅基光电探测器相比具有成本低廉，制备能耗低的特点，器件制备工艺与目前硅基工艺平台具有良好的兼容性。

技术领域

本发明涉及光探测器领域，尤其涉及一种钙钛矿光电晶体管器件及其制备方法。

背景技术

金属氧化物半导体薄膜晶体管，尤其是铟镓锌氧化物(IGZO)薄膜晶体管具有稳定、高迁移率、透明、均一性佳等特点，广泛应用于显示面板阵列和探测器阵列中，但是IGZO材料由于其禁带宽度较大(>3eV)，对于420nm以上的可见光波段无明显响应。有机无机杂化钙钛矿材料具有较宽的光吸收范围、载流子迁移率高、载流子产生速度快、载流子扩散长度长、载流子寿命长等特点，有机无机杂化钙钛矿材料优异的光吸收特性使得其在光电探测器领域也有很广泛的应用。为了实现光电探测效应，可以将有机无机杂化钙钛矿材料与金属氧化物晶体管结合制备一种新型的光电探测器。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：有机无机杂化钙钛矿材料与金属氧化物直接接触，钙钛矿材料的离子进入到以IGZO为代表的金属氧化物层中，带来IGZO材料特性的恶化；光电晶体管的暗电流较大。

发明内容

本发明实施例提供一种钙钛矿光电晶体管及制备方法，将图形化的有机无机杂化钙材料通过致密的电荷传输界面层与金属氧化物半导体薄膜分隔开，与源漏金属电极与金属氧化物半导体薄膜共平面的结构相结合，提供了具有暗电流低，响应速度快，宽光谱响应的光电晶体管，并且制备工艺简单，器件成功率高，在光探测器领域潜力极大。

一方面，本发明实施例提供了一种钙钛矿光电晶体管，所述钙钛矿光晶体管包括：基础衬底，位于基础衬底上的源漏金属电极，金属氧化物半导体薄膜，所述金属氧化物半导体薄膜上覆盖有电荷传输界面层，所述电荷传输界面层上方设有图形化的有机无机杂化钙钛矿材料层，所述电荷传输界面层至少将图形化的有机无机杂化钙钛矿材料层与源漏金属电极、金属氧化物半导体薄膜分隔开，所述衬底的上方设有一层钝化层，所述钝化层将所述电荷传输界面层、所述图形化的有机无机杂化钙钛矿材料层全部覆盖。

另一方面，本发明实施例提供了上述钙钛光电晶体管的制备方法，所述钙钛矿光电晶体管的制备方法包括：

在基础上沉积源漏金属电极；

在所述源漏金属电极沟道处覆盖金属氧化物半导体薄膜；

在所述源漏金属电极和金属氧化物半导体薄膜上制备电荷传输界面层；

在所述电荷传输界面层上制备图形化的有机无机杂化钙钛矿层，所述电荷传输界面层至少将图形化的有机无机杂化钙钛矿层与源漏金属电极、金属氧化物半导体薄膜分隔开；

在所述衬底上方制备钝化层，所述钝化层将所述电荷传输界面层和图形化的有机无机杂化钙钛矿层全部覆盖。