基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件及其制備方法。該方法包括：在選取的襯底材料表面制作FTO導電玻璃；在所述FTO導電玻璃表面制作第一光吸收層；在所述第一光吸收層表面制作第一空穴傳輸層；在所述第一空穴傳輸層表面制作源漏電極；在整個襯底表面制作第二空穴傳輸層；在所述第二空穴傳輸層表面制備第二光吸收層；在所述第二光吸收層表面制作柵電極，最終形成所述雙向HHET器件。本發明專利技術通過采用對稱的光吸收層，能吸收更多的光產生光生載流子，并采用在透明的藍寶石生長透明的導電玻璃作為底部柵電極，能實現上下光照都能照射到光吸收層，且采用由CH3NH3PbI3向溝道提供大量的空穴，提高遷移率高，增強傳輸特性和增加光電轉換效率。

Based on CH

The invention relates to a method based on CH

【技術實現步驟摘要】
基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件及其制備方法
本專利技術屬于集成電路
，具體涉及一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件及其制備方法。
技術介紹
隨著電子技術的蓬勃發展，半導體集成電路對社會發展和國民經濟所起的作用越來越大。而其中市場對光電高速器件的需求與日俱增，并對器件的性能不斷提出更高更細致的要求。為尋求突破，不管從工藝，材料還是結構等方面的研究一直未有間斷。近年來，隨著可見光無線通訊技術以及電路耦合技術的崛起，市場對可見光波段的光電高空穴遷移率晶體(HighHoleMobilityTransistor,簡稱HHET)管提出了新的要求。有機/無機鈣鈦礦(CH3NH3PbI3)的橫空出世，又給研究帶來了新的視角。有機/無機鈣鈦礦中的有機基團和無機基團的有序結合，得到了長程有序的晶體結構，并兼具了有機和無機材料的優點。無機組分的高遷移率賦予了雜化鈣鈦礦良好的電學特性；有機組分的自組裝和成膜特性，使得雜化鈣鈦礦薄膜的制備工藝簡單而且低成本，也能夠在室溫下進行。雜化鈣鈦礦本身高的光吸收系數也是雜化鈣鈦礦能夠在光電材料中應用的資本。傳統的無機HHET高空穴遷移率晶體管都是屬于電能到電能的轉換，并不能滿足對可見光波段的光電高空穴遷移率晶體管的需求。因此，如何利用CH3NH3PbI3材料的特性來制備P型光電HHET器件就變得極其重要。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的上述問題，本專利技術提供了一種基于CH3NH3PbI3材料的N型雙向HHET器件及其制備方法。本專利技術的一個實施例提供了一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件的制備方法，包括：在選取的襯底材料表面制作FTO導電玻璃；在所述FTO導電玻璃表面制作第一光吸收層；在所述第一光吸收層表面制作第一空穴傳輸層；在所述第一空穴傳輸層表面制作源漏電極；在整個襯底表面制作第二空穴傳輸層；在所述第二空穴傳輸層表面制備第二光吸收層；在所述第二光吸收層表面制作柵電極，最終形成所述雙向HHET器件。在本專利技術的一個實施例中，在選取的襯底材料表面制作導電玻璃薄膜，包括：選取Al2O3材料作為所述襯底材料；在所述Al2O3材料表面制作所述FTO導電玻璃。在本專利技術的一個實施例中，在所述Al2O3材料表面制作所述FTO導電玻璃，包括：將鈦酸四丁酯加入至二次蒸餾水中攪拌后獲取沉淀物；將所述沉淀物加入二次蒸餾水和濃硝酸的混合液中攪拌后涂抹在所述襯底表面以形成所述FTO導電玻璃。在本專利技術的一個實施例中，在所述FTO導電玻璃表面制作第一光吸收層，包括：將PbI2和CH3NH3I先后加入DMSO:GBL中并攪拌，靜置后形成CH3NH3PbI3溶液；將所述CH3NH3PbI3溶液旋涂在所述FTO導電玻璃表面并通過退火工藝形成所述第一光吸收層。在本專利技術的一個實施例中，在所述第一光吸收層表面制作第一空穴傳輸層，包括：配制氯苯溶液，并加入鋰鹽的乙腈溶液、四叔丁基吡啶和鈷鹽的乙腈溶液，常溫攪拌形成Spiro-OMeTAD溶液；將所述Spiro-OMeTAD溶液滴加至所述第一光吸收層表面并旋涂形成所述第一空穴傳輸層。在本專利技術的一個實施例中，在所述第一空穴傳輸層表面制作源漏電極，包括：采用Au材料作為靶材，在氬氣氣氛下，利用磁控濺射工藝，采用第一掩膜版在所述第一空穴傳輸層表面濺射Au材料以作為所述源漏電極。在本專利技術的一個實施例中在整個襯底表面制作第二空穴傳輸層，包括：配制氯苯溶液，并加入鋰鹽的乙腈溶液、四叔丁基吡啶和鈷鹽的乙腈溶液，常溫攪拌形成Spiro-OMeTAD溶液；將所述Spiro-OMeTAD溶液滴加至所述源漏電極及未被所述源漏電極覆蓋的所述第一空穴傳輸層表面并旋涂以形成所述第二空穴傳輸層。在本專利技術的一個實施例中，在所述第二空穴傳輸層表面制備第二光吸收層，包括：將PbI2和CH3NH3I先后加入DMSO:GBL中并攪拌，靜置后形成CH3NH3PbI3溶液；利用單一涂抹法將所述CH3NH3PbI3溶液旋涂在所述第二空穴傳輸層表面并通過退火工藝形成所述第二光吸收層。在本專利技術的一個實施例中，在所述第二光吸收層表面制作柵電極，包括：采用Au材料作為靶材，在氬氣氣氛下，利用磁控濺射工藝，采用第二掩膜版在所述第二光吸收層表面濺射Au材料以作為所述柵電極。本專利技術的另一個實施例提供了一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件，其中，所述雙向HHET器件由上述實施例中任一所述的方法制備形成。本專利技術實施例的P型雙向HHET器件，相對于現有技術至少具有如下優點：1、由于本專利技術的晶體管采用對稱的空穴傳輸層傳輸空穴阻擋電子，克服了高空穴遷移率晶體管中電子空穴復合，光電轉換效率低的缺點。2、由于本專利技術的晶體管采用對稱的光吸收層，能吸收更多的光產生光生載流子，增強器件性能。3、由于本專利技術的晶體管采用在透明的藍寶石生長透明的導電玻璃FTO作為底部柵電極，能實現上下光照都能照射到光吸收層，增強器件性能。4、由于本專利技術的晶體管采用對稱的空穴傳輸層傳輸空穴阻擋電子，能傳輸更多的空穴，增強器件性能。5、本專利技術的晶體管采用由CH3NH3PbI3向溝道提供大量的空穴，形成雙向HHET高空穴遷移率晶體管，具有遷移率高，開關速度快，光吸收增強，光生載流子增多，傳輸特性增強，光電轉換效率大的優點。附圖說明圖1為本專利技術實施例提供的一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件的截面示意圖；圖2為本專利技術實施例提供的一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件的俯視示意圖；圖3為本專利技術實施例提供的一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件的制備方法流程示意圖；圖4a-圖4h為本專利技術實施例提供的一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件的制備方法示意圖；圖5為本專利技術實施例提供的一種第一掩膜版的結構示意圖；以及圖6為本專利技術實施例提供的一種第二掩膜版的結構示意圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術做進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例一傳統的HHET高空穴遷移率晶體管工藝復雜且成本高，而基于CH3NH3PbI3材料的HHET制備簡單，成本低；傳統的無機HHET高空穴遷移率晶體管都是屬于電能到電能的轉換，并不能滿足對可見光波段的光電高空穴遷移率晶體管的需求，而CH3NH3PbI3材料兼具有機/無機材料的性質和本身優異的光電特性，可以很好的滿足市場對可見光波段的光電高空穴遷移率晶體管的需求，基于CH3NH3PbI3材料的HHET可以通過光照產生大量的光生載流子實現電能加光能到電能的轉換，提升轉換效率。另外，基于CH3NH3PbI3材料的HHET可以通過柵控加光控實現雙控，并且可以通過控制光強，實現從光的方面提升效率。CH3NH3PbI3材料的雙向HHET高空穴遷移率晶體管可以通過上下光照增強光的利用率，進而得到更高效率的HHET器件。請參見圖1及圖2，圖1為本專利技術實施例提供的一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件的截面示意圖，圖2為本專利技術實施例提供的一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件的俯視示意圖。本專利技術的雙向HHET包括：襯底1、導電玻璃2、光吸收層3、空穴傳輸層4、源漏電極5、空穴傳輸層6、光本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于CH

【技術特征摘要】
1.一種基于CH3NH3PbI3材料的P型雙向HHET器件的制備方法，其特征在于，包括：在選取的襯底材料表面制作FTO導電玻璃；在所述FTO導電玻璃表面制作第一光吸收層；在所述第一光吸收層表面制作第一空穴傳輸層；在所述第一空穴傳輸層表面制作源漏電極；在整個襯底表面制作第二空穴傳輸層；在所述第二空穴傳輸層表面制備第二光吸收層；在所述第二光吸收層表面制作柵電極，最終形成所述雙向HHET器件。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在選取的襯底材料表面制作導電玻璃薄膜，包括：選取Al2O3材料作為所述襯底材料；在所述Al2O3材料表面制作所述FTO導電玻璃。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述Al2O3材料表面制作所述FTO導電玻璃，包括：將鈦酸四丁酯加入至二次蒸餾水中攪拌后獲取沉淀物；將所述沉淀物加入二次蒸餾水和濃硝酸的混合液中攪拌后涂抹在所述襯底表面以形成所述FTO導電玻璃。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述FTO導電玻璃表面制作第一光吸收層，包括：將PbI2和CH3NH3I先后加入DMSO:GBL中并攪拌，靜置后形成CH3NH3PbI3溶液；將所述CH3NH3PbI3溶液旋涂在所述FTO導電玻璃表面并通過退火工藝形成所述第一光吸收層。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一光吸收層表面制作第一空穴傳輸層，包括：配制氯苯溶液，并加入鋰鹽的乙腈溶液、四叔丁基吡啶和鈷鹽的乙腈溶液，常溫攪拌形成Spiro-OMe...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賈仁需，劉銀濤，汪鈺成，龐體強，張玉明，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61