[发明专利]一种钙钛矿薄膜光电晶体管及其制备方法

摘要

本发明实施例提供一种钙钛矿薄膜光电晶体管及其制备方法，所述钙钛矿薄膜光电晶体管包括：覆盖有二氧化硅的硅衬底，所述硅衬底上表面的中间部分覆盖有金属氧化物层，所述金属氧化物层上的两端镀有源漏金属电极，中间为有机无机杂化钙钛矿层，所述硅衬底的上方设有一层钝化层，所述的钝化层将所述金属氧化层、所述有机无机杂化钙钛矿材料层全部覆盖。本发明可以将金属氧化物半导体与有机无机杂化钙钛矿相结合，并且制备工艺简单，器件成功率高，具有响应快速、宽光谱光探测的极大潜力。 1

主权项

1.一种钙钛矿薄膜光电晶体管，其特征在于，所述钙钛矿薄膜光电晶体管包括：覆盖有二氧化硅的硅衬底(1)，所述硅衬底(1)上表面的中间部分覆盖有金属氧化物半导体层(2)，所述金属氧化物层(2)为铟镓锌氧化物IGZO，所述金属氧化物层(2)上的两端镀有源漏金属电极(3)，中间为有机无机杂化钙钛矿层(4)，所述硅衬底(1)的上方设有一层钝化层(5)，所述的钝化层(5)将所述金属氧化层(2)、所述有机无机杂化钙钛矿材料层(4)全部覆盖。

2.如权利要求1所述钙钛矿薄膜光电晶体管，其特征在于，所述金属氧化物层(2)的厚度为50nm。

3.如权利要求1所述钙钛矿薄膜光电晶体管，其特征在于，所述金属电极(3)为钼或金材料电极，所述金属电极(3)的厚度为70nm‑80nm，形状为条块状或叉指块状。

4.如权利要求1所述钙钛矿薄膜光电晶体管，其特征在于，所述有机无机杂化钙钛矿材料层(4)呈网状；所述有机无机杂化钙钛矿(4)为CH₃NH₃PbI₃、或CH₃NH₃PbBr₃、或CH₃NH₃PbI_XBr_3‑X，所述有机无机杂化钙钛矿(4)厚度为300nm‑600nm。

5.如权利要求1所述钙钛矿薄膜光电晶体管，其特征在于，所述钝化层(5)为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，厚度为700nm‑900nm。

6.一种权利要求1‑5中任一项所述钙钛矿薄膜光电晶体管制备方法，其特征在于，所述方法包括：

选用二氧化硅覆盖的硅衬底(1)作为衬底，在所述硅衬底(1)上表面的中间部分沉积一层金属氧化物层(2)；

在所述金属氧化物层(2)有源区图形两端各沉积一层金属电极(3)；

在所述硅衬底(1)上制备一层有机无机杂化钙钛矿层(4)，所述有机无机杂化钙钛矿层(4)将所述金属氧化物层(2)和所述金属电极(3)全部覆盖；

在所述有机无机杂化钙钛矿层(4)上制备一层钝化层(5)，所述钝化层(5)将所述金属氧化物层(2)、所述金属电极(3)和所述有机无机杂化钙钛矿层(4)全部覆盖。

7.如权利要求6所述钙钛矿薄膜光电晶体管制备方法，其特征在于，通过磁控溅射法将所述金属氧化物层(2)直接生长到所述硅衬底(1)上，使用工艺参数为：氩氧流量比为48:2，直流电源功率为100W，时间为300s；然后通过光刻和刻蚀的方法形成块状有源区图形。

8.如权利要求6所述钙钛矿薄膜光电晶体管制备方法，其特征在于，

通过磁控溅射法将所述金属电极(3)直接生长到所述金属氧化物层(2)上，使用工艺参数为：直流电源功率80W，时间150s；然后通过光刻和刻蚀的方法形成源漏电极图形，此时所述金属电极(3)和有源层有一定交叠，所得沟道长宽比为10。

9.如权利要求6所述钙钛矿薄膜光电晶体管制备方法，其特征在于，通过溶液旋涂法、或喷涂法、或物理气相沉积法在所述硅衬底(1)上制备一层有机无机杂化钙钛矿层(4)。

10.如权利要求6所述钙钛矿薄膜光电晶体管制备方法，其特征在于，通过溶液旋涂法在所述有机无机杂化钙钛矿层(4)上制备一层钝化层(5)。