本申請(qǐng)涉及一種薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器及其制備方法，屬于半導(dǎo)體光電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

紫外探測(cè)技術(shù)是繼紅外探測(cè)技術(shù)之后發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型探測(cè)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)學(xué)、生物、食品安全等領(lǐng)域。紫外探測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵是制備高靈敏度，低噪聲，功耗小的紫外光電探測(cè)器。目前逐漸投入軍事應(yīng)用和商業(yè)化的紫外光電探測(cè)器件有紫外光電倍增管、紫外增強(qiáng)器和固體紫外探測(cè)器。固體紫外探測(cè)器一直是各國(guó)研究的熱點(diǎn)。固體紫外探測(cè)器是一種新型的紫外探測(cè)器件，主要包括紫外雪崩二極管、砷化鎵紫外探測(cè)器和基于寬禁帶半導(dǎo)體的紫外光電探測(cè)器。

傳統(tǒng)的固體紫外探測(cè)器都是兩端器件，如光電導(dǎo)型、光電二極管型、采用M-S-M型、p-i-n型等結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的固體紫外探測(cè)器具有響應(yīng)速度快、低噪聲、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，但是也存在功耗高、兼容性差，體積笨重等不足。

此外，三端器件如薄膜晶體管型紫外光電探測(cè)器兼容性較好，易于大面積電路集成，且隨著柔性電子器件的不斷發(fā)展，更加擴(kuò)寬了光電晶體管的應(yīng)用范圍，如電子皮膚、可穿戴式光電探測(cè)器等。當(dāng)前光響應(yīng)度大，靈敏度高的薄膜晶體管型紫外光電探測(cè)器已經(jīng)見諸報(bào)道，但是依然存在紫外可見光抑制比小，制備成本高，工藝復(fù)雜等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器，該薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器具有制備工藝簡(jiǎn)單、紫外可見光抑制比大的優(yōu)點(diǎn)。

所述薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器包括薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括柵極、半導(dǎo)體溝道層、位于所述柵極和所述半導(dǎo)體溝道層之間的柵介質(zhì)層，所述薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器的特征在于，還包括透明的互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜，所述互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜位于所述半導(dǎo)體溝道層的遠(yuǎn)離所述柵介質(zhì)層一側(cè)，所述互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜適于與所述半導(dǎo)體溝道層形成pn結(jié)；和透明的金屬氧化物薄膜，所述金屬氧化物薄膜設(shè)置在所述半導(dǎo)體溝道層和所述互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜之間。

優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體溝道層的材料是銦鎵鋅氧化物，所述互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜是p型半導(dǎo)體薄膜。

優(yōu)選地，所述互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜由高分子材料制成。

優(yōu)選地，所述互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜的厚度為30～50nm。

優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體溝道層的厚度為40～60nm。

優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體溝道層的寬長(zhǎng)比是800um:200um。

優(yōu)選地，所述金屬氧化物薄膜是氧化亞錫薄膜、氧化鎳薄膜或氧化鋁薄膜。

優(yōu)選地，所述金屬氧化物薄膜的厚度為10nm以下。

根據(jù)本申請(qǐng)的又一個(gè)方面，提供了一種薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器的制備方法，其包括：形成薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括柵極、半導(dǎo)體溝道層以及位于所述柵極和所述半導(dǎo)體溝道層之間的柵介質(zhì)層，該制備方法的特征在于，還包括：采用旋涂法和光刻法在所述半導(dǎo)體溝道層的遠(yuǎn)離所述柵介質(zhì)層一側(cè)形成互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜，其中，所述互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜適于與所述半導(dǎo)體溝道層形成pn結(jié)。

優(yōu)選地，所述制備方法包括：利用勻膠機(jī)在基板上旋涂光刻膠，烘烤光刻膠3～10min；通過曝光顯影在所述光刻膠上形成所述互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜的圖案；利用勻膠機(jī)將半導(dǎo)體溶液旋涂到所述互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜的圖案中；將旋涂半導(dǎo)體溶液后的基板在丙酮中超聲清洗5～10min；將超聲清洗后的基板進(jìn)行退火。

相對(duì)于傳統(tǒng)的可見盲光電探測(cè)器，本申請(qǐng)將三端器件薄膜晶體管與兩端器件pn結(jié)巧妙地耦合在一起。在薄膜晶體管中，由于半導(dǎo)體溝道層能夠吸收紫外光產(chǎn)生大量的光生電子和光生空穴，但是光生電子和光生空穴會(huì)發(fā)生重組。然而，根據(jù)本申請(qǐng)的技術(shù)方案，互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜與所述半導(dǎo)體溝道層形成的pn結(jié)能夠產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)來(lái)阻礙光生電子和光生空穴的重組，從而延長(zhǎng)了光生載流子的壽命，增強(qiáng)了光電響應(yīng)，使得紫外可見光抑制比大。

此外，本申請(qǐng)采用勻膠機(jī)旋涂半導(dǎo)體溶液來(lái)形成互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜，不需要進(jìn)行磁控濺射，制備工藝簡(jiǎn)單。

附圖說明

圖1為根據(jù)本申請(qǐng)一實(shí)施例的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本申請(qǐng)一實(shí)施例的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器的制備流程圖，其中，圖2(a)為制備的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)圖，圖2(b)為半導(dǎo)體溝道層表面修飾金屬氧化物層的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2(c)為半導(dǎo)體溝道層表面修飾p型材料層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為對(duì)比例一的薄膜晶體管在暗光、可見光和紫外光照條件下轉(zhuǎn)移曲線的變化示意圖；

圖4為實(shí)施例一的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器在暗光、可見光和紫外光照條件下轉(zhuǎn)移曲線的變化示意圖；

圖5為實(shí)施例二的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器在暗光、可見光和紫外光照條件下轉(zhuǎn)移曲線的變化示意圖；

圖6為對(duì)比例二的薄膜晶體管在暗光、可見光和紫外光照條件下轉(zhuǎn)移曲線的變化示意圖；

圖7為實(shí)施例三的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器在暗光、可見光和紫外光照條件下轉(zhuǎn)移曲線的變化示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例詳述本申請(qǐng)，但本申請(qǐng)并不局限于這些實(shí)施例。

圖1為根據(jù)本申請(qǐng)一實(shí)施例的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖。該薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器將三端器件薄膜晶體管和兩端器件pn結(jié)有效地耦合在一起。其中，薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器包括柵電極1、位于柵電極1表面的柵介質(zhì)層2、位于柵介質(zhì)層2表面的半導(dǎo)體溝道層3、分別位于半導(dǎo)體溝道層3表面左右兩側(cè)的源極4和漏極5、位于源電極4和漏電極5表面以及半導(dǎo)體溝道層3表面的透明金屬氧化物層6、以及p型的透明高分子半導(dǎo)體薄膜7。

本申請(qǐng)這一實(shí)施例相對(duì)于原始的薄膜晶體管來(lái)說，在其晶體管半導(dǎo)體溝道層表面修飾了一層厚度為10nm以下的透明金屬氧化層，在本實(shí)施例中透明金屬氧化層優(yōu)選的材料是氧化亞錫。設(shè)置透明金屬氧化層的原因在于，退火態(tài)的薄膜晶體管半導(dǎo)體溝道層表面態(tài)減少，與p型材料難以形成pn結(jié)，故在薄膜晶體管半導(dǎo)體溝道層表面沉積一層厚度為10nm以下的氧化亞錫來(lái)改善半導(dǎo)體溝道層的表面態(tài)。一方面，氧化亞錫可以吸附空氣和溝道層中的氧變成二氧化錫，增加了半導(dǎo)體溝道層的氧空位，提高了載流子濃度，“活化”了半導(dǎo)體溝道層，進(jìn)一步地，半導(dǎo)體溝道層內(nèi)的電子可以通過隧穿效應(yīng)穿過氧化亞錫層，使得半導(dǎo)體溝道層較容易與p型材料形成pn結(jié)；另一方面，氧化亞錫層可以適當(dāng)隔絕空氣中的水分和氧氣，提高了薄膜晶體管的穩(wěn)定性。

本申請(qǐng)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器制備的核心在于半導(dǎo)體溝道層表面修飾一層p性材料，n型半導(dǎo)體溝道與p型材料形成pn結(jié)，在紫外光作用下，由于內(nèi)建電場(chǎng)的作用使得光生電子與光生空穴不易發(fā)生重組，延長(zhǎng)了光生載流子的壽命，增加了大量的光生載流子，產(chǎn)生更強(qiáng)的電學(xué)信號(hào)，增強(qiáng)了光電效應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到光電探測(cè)的目的。

優(yōu)選地，本申請(qǐng)選用的p型材料是高分子半導(dǎo)體材料PEDOT:PSS。PEDOT:PSS是一種性能較穩(wěn)定，成膜性較好，能帶隙較寬的p型高分子薄膜。本申請(qǐng)采用勻膠機(jī)將p型高分子薄膜材料均勻旋涂到修飾了氧化亞錫薄膜后的半導(dǎo)體溝道層表面，相對(duì)于p型無(wú)機(jī)材料來(lái)說具有制備工藝簡(jiǎn)單(無(wú)機(jī)材料成膜通常采用磁控濺射法)，生產(chǎn)成本低，易于成膜，且重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。

本申請(qǐng)的薄膜晶體管可見盲光電探測(cè)器巧妙地將晶體管三端器件和pn結(jié)兩端器件耦合在一起，不僅具備兩端器件的優(yōu)點(diǎn)，而且基于薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的可見盲光電探測(cè)器易于集成，兼容性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的光電探測(cè)器。

優(yōu)選地，根據(jù)本申請(qǐng)?jiān)搶?shí)施例的薄膜晶體管采用銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管。銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管性能優(yōu)越，可以用于顯示器、阻變存儲(chǔ)器和光電器件。

圖2為根據(jù)本申請(qǐng)一實(shí)施例的薄膜晶體管可見盲光電探測(cè)器制備方法的流程圖。如圖2所示，該制備方法包括：

步驟1：薄膜晶體管的制備

采用中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所生產(chǎn)的熱氧化硅片(SiO₂/p+Si(100))作為襯底，柵極為高摻雜的p型Si，厚度為375±15um，柵介質(zhì)層為SiO₂，厚度為100±20nm。

用高溫膠帶將寬長(zhǎng)比為800um:200um的掩膜板貼附在柵介質(zhì)表面，在磁控濺射儀中沉積半導(dǎo)體溝道層，所用的靶材是銦鎵鋅氧靶材(IGZO靶，In₂O₃:Ga₂O₃:ZnO＝1:1:1)，溫度控制為室溫，濺射的功率為60W，濺射時(shí)間為20～30min，沉積的半導(dǎo)體溝道層厚度為40～60nm，濺射過程中通入磁控濺射儀的腔室內(nèi)的氬氣和氧氣的流量比為6sccm:0sccm，腔室內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.19pa。

沉積完半導(dǎo)體溝道層后，利用電子束蒸發(fā)設(shè)備采用掩膜板法在半導(dǎo)體溝道層表面左右兩側(cè)分別沉積源電極和漏電極。采用的蒸發(fā)料是鈦和金。根據(jù)本申請(qǐng)?jiān)搶?shí)施例的薄膜晶體管的源電極和漏電極均為雙層金屬電極，即先沉積一層50nm的鈦薄膜電極，然后在鈦薄膜電極表面沉積一層20nm的金薄膜電極。

然后，將制備好的薄膜晶體管放入空氣退火爐中進(jìn)行退火處理。退火的條件為：在25℃的空氣氣氛中經(jīng)過1小時(shí)升溫到250℃，在250℃下保溫1～3小時(shí)，最后自然降溫到25℃。

完成薄膜晶體管的制備，如圖2(a)所示。

步驟2：可見盲光電探測(cè)器的制備

完成退火態(tài)IGZO薄膜晶體管的制備后，再利用電子束蒸發(fā)設(shè)備和氧化錫蒸發(fā)料在薄膜晶體管表面沉積一層氧化亞錫層，氧化亞錫的厚度為1～10nm，如圖2(b)所示。

在上述覆有透明金屬氧化層、即氧化亞錫層的薄膜晶體管半導(dǎo)體溝道層上利用光刻法和旋涂法將p型高分子薄膜修飾到溝道層上。具體步驟如下：

(1)利用勻膠機(jī)將光刻膠旋涂在所述覆有金屬氧化層的薄膜晶體管上，在烘烤機(jī)上對(duì)光刻膠進(jìn)行烘烤處理。

(2)將涂有光刻膠的薄膜晶體管提前放好相應(yīng)的光刻板，在紫外光刻機(jī)上曝光。曝光結(jié)束后，在顯影液中顯影20～30s，并在去離子水中清洗1～5min，去掉曝光區(qū)域的光刻膠，露出部分覆有金屬氧化層的半導(dǎo)體溝道層。

(3)利用勻膠機(jī)將高分子半導(dǎo)體溶液旋涂到步驟(2)中的薄膜晶體管上，旋涂工藝為：慢速800r/min保持20s，快速4000r/min保持60s。隨后在丙酮中超聲清洗5～10min，目的是去除薄膜晶體管表面未曝光區(qū)域的光刻膠。

(4)將步驟(3)中的涂有高分子半導(dǎo)體薄膜的薄膜晶體管放置在空氣退火爐中進(jìn)行退火處理，退火條件是在25℃的空氣氣氛中經(jīng)過30分鐘升溫到120℃，在120℃下保溫10～30min，最后自然降溫到25℃；

至此，完成了可見盲光電探測(cè)器的制備，如圖2(c)所示。

為更清楚地描述本申請(qǐng)的薄膜晶體管可見盲光電探測(cè)器及其制備方法，以下將以不同的實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)的氧化物薄膜晶體管可見盲光電探測(cè)器及其制備方法進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例一

(1)制備IGZO薄膜晶體管

(1.1)采用中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所生產(chǎn)的熱氧化硅片(SiO₂/p+Si(100))作為襯底，柵極為高摻雜的p型Si，厚度為375±15um，柵介質(zhì)層為SiO₂，厚度為100±20nm。用高溫膠帶將寬長(zhǎng)比為800um:200um的掩膜板貼附在柵介質(zhì)表面，在磁控濺射儀中沉積半導(dǎo)體溝道層，溫度控制為室溫，濺射的功率為60W，濺射時(shí)間大約為25min，濺射過程中通入磁控濺射儀的腔室內(nèi)的氬氣和氧氣的流量比為6sccm:0sccm，腔室內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.19pa，沉積的半導(dǎo)體溝道層厚度大致為45nm。

(1.2)沉積完半導(dǎo)體溝道層后，利用電子束蒸發(fā)設(shè)備采用掩膜板法在半導(dǎo)體溝道層表面左右兩側(cè)分別沉積源電極和漏電極。采用的蒸發(fā)料是鈦和金。實(shí)施例一中源電極和漏電極均為雙層金屬電極，即先沉積一層50nm的鈦薄膜電極，再在鈦薄膜電極表面沉積一層20nm的金薄膜電極。

(1.3)然后，將制備好的薄膜晶體管放入空氣退火爐中進(jìn)行退火處理。退火的條件為：在25℃的空氣氣氛中經(jīng)過1小時(shí)升溫到250℃，在250℃下保溫1小時(shí)，最后自然降溫到25℃。

需要說明的是，實(shí)施例一制備的氧化物薄膜晶體管為銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管。

(2)制備可見盲光電探測(cè)器

(2.1)完成退火態(tài)IGZO薄膜晶體管的制備后，再利用電子束蒸發(fā)設(shè)備和氧化錫蒸發(fā)料在薄膜晶體管表面沉積一層氧化亞錫層，氧化亞錫的厚度為5nm。

(2.2)利用勻膠機(jī)將光刻膠旋涂在所述的覆有金屬氧化層的薄膜晶體管上，在烘烤機(jī)上對(duì)光刻膠進(jìn)行烘烤處理。

(2.3)將涂有光刻膠的薄膜晶體管提前放好相應(yīng)的光刻板，在紫外光刻機(jī)上曝光。曝光結(jié)束后，在顯影液中顯影20s，在去離子水中清洗1min，去掉曝光區(qū)域的光刻膠，露出部分覆有金屬氧化物層的半導(dǎo)體溝道層。

(2.4)利用勻膠機(jī)將高分子半導(dǎo)體溶液旋涂到步驟(1)中的薄膜晶體管上，旋涂工藝為：慢速800r/min保持20s，快速4000r/min保持60s。隨后在丙酮中超聲清洗5min，目的是去除薄膜晶體管表面未曝光區(qū)域的光刻膠。

(2.5)將步驟(2.4)中的涂有高分子半導(dǎo)體薄膜的薄膜晶體管放置在空氣退火爐中進(jìn)行退火處理，退火條件是在25℃的空氣氣氛中經(jīng)過30分鐘升溫到120℃，在120℃下保溫20分鐘，最后自然降溫到25℃。

最終完成了薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器的制備。

實(shí)施例二

實(shí)施例二采用與實(shí)施例一相同的制備工藝，不同點(diǎn)僅是在進(jìn)行電子束蒸發(fā)制備氧化亞錫薄膜、即覆蓋層時(shí)，沉積的厚度為8nm。

對(duì)比例一

根據(jù)對(duì)比例一的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器，在其半導(dǎo)體溝道層表面不做修飾。制備方法包括如下步驟：

(1)采用中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所生產(chǎn)的熱氧化硅片(SiO₂/p+Si(100))作為襯底，柵極為高摻雜的p型Si，厚度為375±15um，柵介質(zhì)層為SiO₂，厚度為100±20nm。用高溫膠帶將寬長(zhǎng)比為800um:200um的掩膜板貼附在柵介質(zhì)表面，在磁控濺射儀中沉積半導(dǎo)體溝道層，溫度控制為室溫，濺射的功率為60W，濺射時(shí)間大約為25min，濺射過程中通入磁控濺射儀的腔室內(nèi)的氬氣和氧氣的流量比為6sccm:0sccm，腔室內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.19pa，沉積的半導(dǎo)體溝道層厚度大約為45nm。

(2)沉積完半導(dǎo)體溝道層后，利用電子束蒸發(fā)設(shè)備采用掩膜板法在半導(dǎo)體溝道層表面左右兩側(cè)分別沉積源電極和漏電極。采用的蒸發(fā)料是鈦和金。根據(jù)對(duì)比例一的薄膜晶體管的源電極和漏電極均為雙層金屬電極，即先沉積一層50nm的鈦薄膜電極，再鈦薄膜電極表面沉積一層20nm的金薄膜電極。

(3)然后，將制備好的薄膜晶體管放入空氣退火爐中進(jìn)行退火處理。退火的條件為：在25℃的空氣氣氛中經(jīng)過1小時(shí)升溫到250℃，在250℃下保溫1小時(shí)，最后自然降溫到25℃。

最終，完成了薄膜晶體管的制備。需要說明的是，對(duì)比例一的氧化物薄膜晶體管同樣為銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管。

利用半導(dǎo)體參數(shù)儀和單色儀對(duì)實(shí)施例一、實(shí)施例二以及對(duì)比例一中的薄膜晶體管在暗光條件下、可見光條件下和紫外光條件下的轉(zhuǎn)移曲線進(jìn)行表征。

需要說明的是，在一定的紫外光照條件下，由于產(chǎn)生大量的光生載流子，使得晶體管的轉(zhuǎn)移曲線相對(duì)于暗光條件發(fā)生負(fù)向漂移，且關(guān)態(tài)電流明顯上升。故可以通過光照前后轉(zhuǎn)移曲線的漂移趨勢(shì)來(lái)反映光電響應(yīng)的強(qiáng)弱。此外，光響應(yīng)度R和紫外可見光抑制比是反映可見盲光電探測(cè)器的關(guān)鍵參量。其中，光響應(yīng)度R可以通過公式R＝I_ph/P_in得到，其中，光電流I_ph是光照條件與暗光條件下源漏電流的差值，光功率P_in是光功率密度與溝道面積的乘積。紫外可見光抑制比是采用晶體管在關(guān)態(tài)區(qū)域的紫外光和可見光的光響應(yīng)度比值R_uv/R_visiblelight來(lái)表示。

圖3所示的是對(duì)比例一中的薄膜晶體管在暗光、可見光和紫外光照條件下轉(zhuǎn)移曲線的變化；圖4和圖5所示的分別是實(shí)施例一和實(shí)施例二中的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器在暗光、可見光和紫外光照條件下轉(zhuǎn)移曲線的變化。其中，選取的可見光波長(zhǎng)為450nm，光功率密度P為200uw/cm²，選取的紫外光波長(zhǎng)為350nm，光功率密度P為11uw/cm²，光照時(shí)間均為1min。根據(jù)圖3、圖4、圖5及相關(guān)公式，晶體管半導(dǎo)體溝道層修飾前后在紫外光區(qū)的最大光響應(yīng)度R_max和紫外可見光抑制比R_uv/R_visiblelight如表1所示：

[表1]

如圖3、圖4、圖5所示，薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器在450nm可見光下幾乎沒有響應(yīng)，而對(duì)350nm紫外光下響應(yīng)明顯。即在450nm光照條件下，薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移曲線幾乎不發(fā)生移動(dòng)，而在350nm紫外光光照條件下，由于產(chǎn)生大量的光生載流子，使得薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移曲線發(fā)生很明顯的負(fù)向漂移，且關(guān)態(tài)電流明顯上升。

如表1所示，根據(jù)本申請(qǐng)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器的光電響應(yīng)性能要明顯優(yōu)于對(duì)比例一中半導(dǎo)體溝道層表面未做修飾的薄膜晶體管。即實(shí)施例一和實(shí)施例二中的最大光電流I_ph、最大光響應(yīng)度R和紫外可見光抑制比均大于對(duì)比例一的薄膜晶體管。隨著金屬氧化物覆蓋層厚度的增加，最大光響應(yīng)度R和紫外可見光抑制比均呈增大的趨勢(shì)。當(dāng)覆蓋層厚度為8nm時(shí)，薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器的紫外可見光抑制比相對(duì)于對(duì)比例一中的薄膜晶體管增加了3個(gè)數(shù)量級(jí)。

根據(jù)表1可以得出，薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器對(duì)紫外光的光電響應(yīng)十分明顯，紫外可見光抑制比很大。隨著金屬氧化物覆蓋層厚度的增加，其光電響應(yīng)明顯增強(qiáng)。本申請(qǐng)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器光響應(yīng)度和紫外可見光抑制比均很大，是理想的紫外光電探測(cè)器。

對(duì)比例二：

根據(jù)對(duì)比例二的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器，在其半導(dǎo)體溝道層表面不做修飾。對(duì)比例二制備方法與對(duì)比例一相同，其中利用磁控濺射儀制備半導(dǎo)體溝道層，沉積的厚度為58nm。

實(shí)施例三：

實(shí)施例三采用與實(shí)施例一相同的制備工藝，不同點(diǎn)僅是利用磁控濺射儀制備半導(dǎo)體溝道層，沉積的厚度為58nm。

同樣利用半導(dǎo)體參數(shù)儀和單色儀對(duì)比例二和實(shí)施例三中的薄膜晶體管在暗光條件下、可見光條件下和紫外光條件下的轉(zhuǎn)移曲線特性進(jìn)行表征。

圖5所示的是對(duì)比例二的薄膜晶體管在暗光、可見光和紫外光照條件下轉(zhuǎn)移曲線的變化；圖6所示的是實(shí)施例三的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器在暗光、可見光和紫外光照條件下轉(zhuǎn)移曲線的變化。其中，選取的可見光波長(zhǎng)為550nm,P為320uw/cm²，選取的紫外光波長(zhǎng)為330nm，P為2uw/cm²，光照時(shí)間均為1min。根據(jù)圖5、圖6及相關(guān)公式，晶體管半導(dǎo)體溝道層修飾前后在紫外光區(qū)的最大光電流I_ph、最大光響應(yīng)度R和紫外可見光抑制比R_uv/R_visiblelight如表2所示：

[表2]

從圖6、圖7可以看出，對(duì)比例二和實(shí)施例三中的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器對(duì)550nm可見光幾乎不響應(yīng)，而對(duì)330nm紫外光響應(yīng)明顯，這與對(duì)比例一、實(shí)施例一、實(shí)施例二中的薄膜晶體管的光電響應(yīng)現(xiàn)象是類似的。通過表2可以看出，半導(dǎo)體溝道層被修飾后的晶體管光電響應(yīng)增強(qiáng)，最大光電流與最大光響應(yīng)度R增大一個(gè)數(shù)量級(jí)，紫外可見光抑制比提高4個(gè)數(shù)量級(jí)。結(jié)合表1可知，紫外光波長(zhǎng)越短，光電探測(cè)器的光電響應(yīng)越明顯。因此，本申請(qǐng)的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可見盲光電探測(cè)器是理想的光電探測(cè)器。

在以上實(shí)施例中，半導(dǎo)體溝道層的材料是銦鎵鋅氧化物，半導(dǎo)體薄膜是p型半導(dǎo)體薄膜。然而，本申請(qǐng)不限于此。只要透明的半導(dǎo)體薄膜位于所述半導(dǎo)體溝道層的遠(yuǎn)離所述柵介質(zhì)層一側(cè)，并且半導(dǎo)體薄膜與半導(dǎo)體溝道層為互補(bǔ)型半導(dǎo)體，即，互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜適于與半導(dǎo)體溝道層形成pn結(jié)，即滿足本申請(qǐng)的技術(shù)思想。例如，在采用p-Si半導(dǎo)體溝道層的情況下，如果半導(dǎo)體溝道層為p型摻雜，則透明的互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜應(yīng)為n型半導(dǎo)體；如果半導(dǎo)體溝道層為n型摻雜，則透明的互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜應(yīng)為p型半導(dǎo)體。

此外，在以上實(shí)施例中，均采用底柵型薄膜晶體管。然而，本申請(qǐng)不限于此。只要透明的半導(dǎo)體薄膜位于所述半導(dǎo)體溝道層的遠(yuǎn)離所述柵介質(zhì)層一側(cè)，并且半導(dǎo)體薄膜與半導(dǎo)體溝道層為互補(bǔ)型半導(dǎo)體，即，互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜適于與半導(dǎo)體溝道層形成pn結(jié)，即滿足本申請(qǐng)的技術(shù)思想。例如，在采用頂柵型薄膜晶體管的情況下，可以采用旋涂法和光刻法將透明的互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜形成在透明的玻璃基板上，然后在互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜上依次形成金屬氧化物薄膜和半導(dǎo)體溝道層。

此外，在以上實(shí)施例中，在晶體管半導(dǎo)體溝道層表面修飾有氧化亞錫薄膜。然而，本申請(qǐng)不限于此。只要設(shè)置在半導(dǎo)體溝道層和互補(bǔ)型半導(dǎo)體薄膜之間的金屬氧化物薄膜能夠改善半導(dǎo)體溝道層的表面態(tài)，則可以采用其他透明的金屬氧化物薄膜。例如，可以選擇氧化鎳薄膜或氧化鋁薄膜作為透明的金屬氧化層薄膜。

以上所述，僅是本申請(qǐng)的幾個(gè)實(shí)施例，并非對(duì)本申請(qǐng)做任何形式的限制，雖然本申請(qǐng)以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限制本申請(qǐng)，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本申請(qǐng)技術(shù)方案的范圍內(nèi)，利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許的變動(dòng)或修飾均等同于等效實(shí)施案例，均屬于技術(shù)方案范圍內(nèi)。