[发明专利]倍频器及其制备方法

说明书

本发明提供一种倍频器及其制备方法。该方法包括：步骤1，在栅极导电层上的介电层表面制备氧化物半导体层，并对所述氧化物半导体层进行退火处理；步骤2，在所述氧化物半导体层表面蒸镀有机小分子层；步骤3，在所述有机小分子层表面蒸镀漏极和源极，获得双极性场效应管作为倍频器；所述倍频器以有机小分子层作为P型有源层，以氧化物半导体层作为N型有源层。本发明以电学性能相匹配的有机小分子和氧化物半导体形成双极性场效应管作为倍频器，使得倍频器具有良好的性能同时输出信号能量纯度更高。此外，本发明采用的材料易于获取，因此可大规模生产倍频器以满足倍频器的工业需求量。

技术领域

本发明涉及电子器件制备技术领域，更具体地，涉及一种倍频器及其制备方法。

背景技术

倍频器是一种用以提高频率的电路，广泛应用于通信、雷达和太赫兹成像等射频系统中。倍频器在正弦波信号的激励下，利用非线性器件的非线性特性，使非线性器件在谐波频率上产生功率，选取所需的谐波分量，抑制不需要的谐波分量，使输出频率为输入频率的整数倍。

典型的倍频器为基于非线性二极管的整流电路。非线性二极管由于本身输出电压电流曲线无法完全在最小电导点产生对称的I-V曲线，产生高次倍频器需要的的单次倍频次数通常为10-20，倍频效率约为1/n(n为倍频次数)，高频倍频下输出信号纯度较差。而双极性场效应管作为倍频器，由于在最小电导点附近可以形成对称的I-V曲线，减少了高频倍频器中对单次倍频的需求，倍频效率更高，高频倍频下输出信号纯度更好，因而基于双极性场效应管的倍频器在业内更受欢迎。

现有技术主要以剥离的单层石墨烯制备的双极性场效应管作为倍频器。其中，石墨烯以机械剥离为主，厚度均一性很难得到保证，进而难以保证制备的倍频器在实际电路应用中具有良好的性能。此外，该制备方法工艺复杂且石墨烯大面积制备困难，因而基于该制备方法很难满足倍频器的工业需求。

发明内容

本发明提供一种倍频器及其制备方法，以克服现有技术中，以剥离的单层石墨烯制备的双极性场效应管作为倍频器的倍频器制备方法由于工艺复杂、大面积制备困难以及难以保证具有良好性能而无法满足倍频器的工业需求的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种倍频器制备方法，该方法包括：步骤1，在栅极导电层上的介电层表面制备氧化物半导体层，并对所述氧化物半导体层进行退火处理；步骤2，在所述氧化物半导体层表面蒸镀有机小分子层；步骤3，在所述有机小分子层表面蒸镀漏极和源极，获得双极性场效应管作为倍频器；所述倍频器以有机小分子层作为P型有源层，以氧化物半导体层作为N型有源层。

结合本发明第一方面的第一种可能实现方式，在第二种可能实现方式中，所述步骤1具体包括：以所述介电层为基材，氧化物半导体为靶材，利用射频磁控溅射法，在衬底上的介电层表面制备氧化物半导体层；将所述氧化物半导体层在空气中加热至350摄氏度退火30分钟。

结合本发明第一方面的第一或二种可能实现方式，在第三种可能实现方式中，所述步骤2具体包括：在所述氧化物半导体层表面蒸镀有机小分子层，保持蒸镀温度为103～120摄氏度，速率为0.1nm/s～1nm/s。

结合本发明第一方面的第三种可能实现方式，在第四种可能实现方式中，所述步骤3中，所述在所述有机小分子层表面蒸镀漏极和源极具体包括：将掩膜版覆盖至所述有机小分子层表面；在所述掩膜版内依次蒸镀一定厚度的氧化钼和金，获得金属电极阵列；选取可用的两个金属电极作为漏极和源极。

根据本发明的第二方面，提供一种倍频器，包括：栅极导电层、介电层、氧化物半导体层、有机小分子层、漏极和源极；所述介电层位于所述栅极导电层上表面，还位于所述氧化物半导体层下表面；所述有机小分子层位于所述氧化物半导体层上表面；所述漏极和源极分别位于所述有机小分子层上表面。

结合本发明第二方面的第一种可能实现方式，在第二种可能实现方式中，所述氧化物半导体层为IGZO层。