本申請(qǐng)涉及晶體管，特別是涉及一種光電晶體管及其制備方法、光電探測(cè)器件。

背景技術(shù)：

1、光電探測(cè)器具有廣泛用途，在可見光或近紅外波段主要用于射線測(cè)量、射線探測(cè)、工業(yè)自動(dòng)控制、光度計(jì)量等。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)于光電探測(cè)器的需求越來越大。但是，傳統(tǒng)的單像素光電探測(cè)器僅能對(duì)單色光進(jìn)行探測(cè)。想要實(shí)現(xiàn)雙色光的識(shí)別探測(cè)，則需要兩個(gè)響應(yīng)波段不同的單像素光電探測(cè)器進(jìn)行組合或者兩個(gè)相同的單像素光電探測(cè)器配備兩個(gè)不同的濾波片去實(shí)現(xiàn)，這種實(shí)現(xiàn)方式制造難度和成本較高，且器件集成度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種光電晶體管及其制備方法、光電探測(cè)器件。該光電晶體管能夠?qū)崿F(xiàn)通過單個(gè)器件進(jìn)行不同波段的光的識(shí)別。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N光電晶體管，包括襯底、源電極、漏電極、溝道層、絕緣介質(zhì)層、半導(dǎo)體層和柵電極；所述源電極和所述漏電極間隔設(shè)置于所述襯底的一個(gè)表面上；所述溝道層設(shè)置于所述襯底的表面上且位于所述源電極和所述漏電極之間，所述溝道層與所述源電極和所述漏電極相連接；所述溝道層的遠(yuǎn)離所述襯底的表面上依次層疊設(shè)置有所述絕緣介質(zhì)層、所述半導(dǎo)體層和所述柵電極；所述半導(dǎo)體層的帶隙寬度大于所述溝道層的帶隙寬度。

3、在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層的帶隙寬度與所述溝道層的帶隙寬度的差值大于或等于0.2ev。

4、在一些實(shí)施例中，所述溝道層的帶隙寬度為0.2ev~5ev。

5、在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層的帶隙寬度為1.5ev~5.5ev。

6、在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層的暗態(tài)下的電阻大于或等于所述絕緣介質(zhì)層的電阻的1%。

7、在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層的厚度為20nm~1000nm。

8、在一些實(shí)施例中，所述溝道層部分或全部覆蓋所述源電極的遠(yuǎn)離所述襯底的表面。

9、在一些實(shí)施例中，所述溝道層部分或全部覆蓋所述漏電極的遠(yuǎn)離所述襯底的表面。

10、在一些實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)層部分或全部覆蓋所述源電極的遠(yuǎn)離襯底的表面。

11、在一些實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)層部分或全部覆蓋所述漏電極的遠(yuǎn)離襯底的表面。

12、在一些實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)層部分或全部覆蓋所述襯底的未設(shè)置有源電極、漏電極和溝道層的表面。

13、在一些實(shí)施例中，所述溝道層的材料選自硅、二硫化鉬、二硫化鎢、二硫化錸、二硒化鎢、氧化銦鎵鋅、氧化鎵、砷化鎵、硒化銦和有機(jī)半導(dǎo)體中的至少一種。

14、在一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層的材料選自硅、二硫化鉬、二硫化鎢、二硫化錸、二硒化鎢、氧化銦鎵鋅、氧化鎵、砷化鎵、硒化銦和有機(jī)半導(dǎo)體中的至少一種。

15、在一些實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)層的材料選自二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、二氧化鉿、二氧化鈦、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。

16、在一些實(shí)施例中，所述源電極、所述漏電極和所述柵電極各自獨(dú)立地選自金屬電極中的至少一種。

17、在一些實(shí)施例中，所述襯底的材料選自硅、氧化硅、藍(lán)寶石、玻璃、陶瓷、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。

18、第二方面，本申請(qǐng)還提供一種光電晶體管的制備方法，包括：提供一襯底；在所述襯底的一個(gè)表面上分別制備源電極、漏電極和溝道層，所述源電極和所述漏電極間隔設(shè)置，所述溝道層位于所述源電極和所述漏電極之間且與所述源電極和所述漏電極相連接；于所述溝道層遠(yuǎn)離所述襯底的表面上制備依次層疊的絕緣介質(zhì)層、半導(dǎo)體層和柵電極，所述半導(dǎo)體層的帶隙寬度大于所述溝道層的帶隙寬度。

19、第三方面，本申請(qǐng)還提供一種光電探測(cè)器件，包括上述任一所述的光電晶體管或者上述的光電晶體管的制備方法制備的光電晶體管。

20、上述光電晶體管包括位于絕緣介質(zhì)層和柵電極之間的半導(dǎo)體層，且該半導(dǎo)體層的帶隙的寬度大于溝道層的帶隙寬度。該光電晶體管能夠通過柵壓分配實(shí)現(xiàn)對(duì)不同波段的光的識(shí)別。在相對(duì)較短波長(zhǎng)的光輻照下，半導(dǎo)體層起主要作用，導(dǎo)致柵壓的重新分配，在相對(duì)較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光輻照下，溝道層起主要作用，導(dǎo)致溝道載流子濃度的增加，即在不同波段的光輻照下，根據(jù)光電流和暗電流的大小關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同波段的光的識(shí)別。

技術(shù)特征：

1.一種光電晶體管，其特征在于，包括襯底、源電極、漏電極、溝道層、絕緣介質(zhì)層、半導(dǎo)體層和柵電極；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體層的帶隙寬度與所述溝道層的帶隙寬度的差值大于或等于0.2ev。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電晶體管，其特征在于，所述溝道層的帶隙寬度為0.2ev~5ev；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體層的暗態(tài)下的電阻大于或等于所述絕緣介質(zhì)層的電阻的1%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體層的厚度為20nm~1000nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1~5所述的光電晶體管，其特征在于，所述溝道層部分或全部覆蓋所述源電極的遠(yuǎn)離所述襯底的表面；

7.根據(jù)權(quán)利要求1~5所述的光電晶體管，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)層部分或全部覆蓋所述源電極的遠(yuǎn)離襯底的表面；

8.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一所述的光電晶體管，其特征在于，所述溝道層的材料和所述半導(dǎo)體層的材料各自獨(dú)立地選自硅、二硫化鉬、二硫化鎢、二硫化錸、二硒化鎢、氧化銦鎵鋅、氧化鎵、砷化鎵、硒化銦和有機(jī)半導(dǎo)體中的至少一種；

9.一種光電晶體管的制備方法，其特征在于，包括：

10.一種光電探測(cè)器件，其特征在于，包括權(quán)利要求1~8任一所述的光電晶體管或者權(quán)利要求9所述的光電晶體管的制備方法制備的光電晶體管。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種光電晶體管及其制備方法、光電探測(cè)器件。該光電晶體管包括襯底、源電極、漏電極、溝道層、絕緣介質(zhì)層、半導(dǎo)體層和柵電極；源電極和漏電極間隔設(shè)置于襯底的一個(gè)表面上；溝道層設(shè)置于襯底的表面上且位于源電極和漏電極之間，溝道層與源電極和漏電極相連接；溝道層的遠(yuǎn)離襯底的表面上依次層疊設(shè)置有絕緣介質(zhì)層、半導(dǎo)體層和柵電極；半導(dǎo)體層的帶隙寬度大于溝道層的帶隙寬度。在相對(duì)較短波長(zhǎng)的光輻照下，半導(dǎo)體層起主要作用，導(dǎo)致柵壓的重新分配，在相對(duì)較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光輻照下，溝道層起主要作用，導(dǎo)致溝道載流子濃度的增加，即在兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光輻照下，根據(jù)光電流和暗電流的大小關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同波長(zhǎng)的光的識(shí)別。

技術(shù)研發(fā)人員：朱銳,梅增霞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：松山湖材料實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2