基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件及其制备方法。该方法包括：在选取的衬底材料表面制作FTO导电玻璃；在所述FTO导电玻璃表面制作第一光吸收层；在所述第一光吸收层表面制作第一空穴传输层；在所述第一空穴传输层表面制作源漏电极；在整个衬底表面制作第二空穴传输层；在所述第二空穴传输层表面制备第二光吸收层；在所述第二光吸收层表面制作栅电极，最终形成所述双向HHET器件。本发明专利技术通过采用对称的光吸收层，能吸收更多的光产生光生载流子，并采用在透明的蓝宝石生长透明的导电玻璃作为底部栅电极，能实现上下光照都能照射到光吸收层，且采用由CH3NH3PbI3向沟道提供大量的空穴，提高迁移率高，增强传输特性和增加光电转换效率。

Based on CH

The invention relates to a method based on CH

【技术实现步骤摘要】
基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件及其制备方法
本专利技术属于集成电路
，具体涉及一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件及其制备方法。
技术介绍
随着电子技术的蓬勃发展，半导体集成电路对社会发展和国民经济所起的作用越来越大。而其中市场对光电高速器件的需求与日俱增，并对器件的性能不断提出更高更细致的要求。为寻求突破，不管从工艺，材料还是结构等方面的研究一直未有间断。近年来，随着可见光无线通讯技术以及电路耦合技术的崛起，市场对可见光波段的光电高空穴迁移率晶体(HighHoleMobilityTransistor,简称HHET)管提出了新的要求。有机/无机钙钛矿(CH3NH3PbI3)的横空出世，又给研究带来了新的视角。有机/无机钙钛矿中的有机基团和无机基团的有序结合，得到了长程有序的晶体结构，并兼具了有机和无机材料的优点。无机组分的高迁移率赋予了杂化钙钛矿良好的电学特性；有机组分的自组装和成膜特性，使得杂化钙钛矿薄膜的制备工艺简单而且低成本，也能够在室温下进行。杂化钙钛矿本身高的光吸收系数也是杂化钙钛矿能够在光电材料中应用的资本。传统的无机HHET高空穴迁移率晶体管都是属于电能到电能的转换，并不能满足对可见光波段的光电高空穴迁移率晶体管的需求。因此，如何利用CH3NH3PbI3材料的特性来制备P型光电HHET器件就变得极其重要。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于CH3NH3PbI3材料的N型双向HHET器件及其制备方法。本专利技术的一个实施例提供了一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件的制备方法，包括：在选取的衬底材料表面制作FTO导电玻璃；在所述FTO导电玻璃表面制作第一光吸收层；在所述第一光吸收层表面制作第一空穴传输层；在所述第一空穴传输层表面制作源漏电极；在整个衬底表面制作第二空穴传输层；在所述第二空穴传输层表面制备第二光吸收层；在所述第二光吸收层表面制作栅电极，最终形成所述双向HHET器件。在本专利技术的一个实施例中，在选取的衬底材料表面制作导电玻璃薄膜，包括：选取Al2O3材料作为所述衬底材料；在所述Al2O3材料表面制作所述FTO导电玻璃。在本专利技术的一个实施例中，在所述Al2O3材料表面制作所述FTO导电玻璃，包括：将钛酸四丁酯加入至二次蒸馏水中搅拌后获取沉淀物；将所述沉淀物加入二次蒸馏水和浓硝酸的混合液中搅拌后涂抹在所述衬底表面以形成所述FTO导电玻璃。在本专利技术的一个实施例中，在所述FTO导电玻璃表面制作第一光吸收层，包括：将PbI2和CH3NH3I先后加入DMSO:GBL中并搅拌，静置后形成CH3NH3PbI3溶液；将所述CH3NH3PbI3溶液旋涂在所述FTO导电玻璃表面并通过退火工艺形成所述第一光吸收层。在本专利技术的一个实施例中，在所述第一光吸收层表面制作第一空穴传输层，包括：配制氯苯溶液，并加入锂盐的乙腈溶液、四叔丁基吡啶和钴盐的乙腈溶液，常温搅拌形成Spiro-OMeTAD溶液；将所述Spiro-OMeTAD溶液滴加至所述第一光吸收层表面并旋涂形成所述第一空穴传输层。在本专利技术的一个实施例中，在所述第一空穴传输层表面制作源漏电极，包括：采用Au材料作为靶材，在氩气气氛下，利用磁控溅射工艺，采用第一掩膜版在所述第一空穴传输层表面溅射Au材料以作为所述源漏电极。在本专利技术的一个实施例中在整个衬底表面制作第二空穴传输层，包括：配制氯苯溶液，并加入锂盐的乙腈溶液、四叔丁基吡啶和钴盐的乙腈溶液，常温搅拌形成Spiro-OMeTAD溶液；将所述Spiro-OMeTAD溶液滴加至所述源漏电极及未被所述源漏电极覆盖的所述第一空穴传输层表面并旋涂以形成所述第二空穴传输层。在本专利技术的一个实施例中，在所述第二空穴传输层表面制备第二光吸收层，包括：将PbI2和CH3NH3I先后加入DMSO:GBL中并搅拌，静置后形成CH3NH3PbI3溶液；利用单一涂抹法将所述CH3NH3PbI3溶液旋涂在所述第二空穴传输层表面并通过退火工艺形成所述第二光吸收层。在本专利技术的一个实施例中，在所述第二光吸收层表面制作栅电极，包括：采用Au材料作为靶材，在氩气气氛下，利用磁控溅射工艺，采用第二掩膜版在所述第二光吸收层表面溅射Au材料以作为所述栅电极。本专利技术的另一个实施例提供了一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件，其中，所述双向HHET器件由上述实施例中任一所述的方法制备形成。本专利技术实施例的P型双向HHET器件，相对于现有技术至少具有如下优点：1、由于本专利技术的晶体管采用对称的空穴传输层传输空穴阻挡电子，克服了高空穴迁移率晶体管中电子空穴复合，光电转换效率低的缺点。2、由于本专利技术的晶体管采用对称的光吸收层，能吸收更多的光产生光生载流子，增强器件性能。3、由于本专利技术的晶体管采用在透明的蓝宝石生长透明的导电玻璃FTO作为底部栅电极，能实现上下光照都能照射到光吸收层，增强器件性能。4、由于本专利技术的晶体管采用对称的空穴传输层传输空穴阻挡电子，能传输更多的空穴，增强器件性能。5、本专利技术的晶体管采用由CH3NH3PbI3向沟道提供大量的空穴，形成双向HHET高空穴迁移率晶体管，具有迁移率高，开关速度快，光吸收增强，光生载流子增多，传输特性增强，光电转换效率大的优点。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件的截面示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件的俯视示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件的制备方法流程示意图；图4a-图4h为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件的制备方法示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种第一掩膜版的结构示意图；以及图6为本专利技术实施例提供的一种第二掩膜版的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一传统的HHET高空穴迁移率晶体管工艺复杂且成本高，而基于CH3NH3PbI3材料的HHET制备简单，成本低；传统的无机HHET高空穴迁移率晶体管都是属于电能到电能的转换，并不能满足对可见光波段的光电高空穴迁移率晶体管的需求，而CH3NH3PbI3材料兼具有机/无机材料的性质和本身优异的光电特性，可以很好的满足市场对可见光波段的光电高空穴迁移率晶体管的需求，基于CH3NH3PbI3材料的HHET可以通过光照产生大量的光生载流子实现电能加光能到电能的转换，提升转换效率。另外，基于CH3NH3PbI3材料的HHET可以通过栅控加光控实现双控，并且可以通过控制光强，实现从光的方面提升效率。CH3NH3PbI3材料的双向HHET高空穴迁移率晶体管可以通过上下光照增强光的利用率，进而得到更高效率的HHET器件。请参见图1及图2，图1为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件的截面示意图，图2为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件的俯视示意图。本专利技术的双向HHET包括：衬底1、导电玻璃2、光吸收层3、空穴传输层4、源漏电极5、空穴传输层6、光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CH

【技术特征摘要】
1.一种基于CH3NH3PbI3材料的P型双向HHET器件的制备方法，其特征在于，包括：在选取的衬底材料表面制作FTO导电玻璃；在所述FTO导电玻璃表面制作第一光吸收层；在所述第一光吸收层表面制作第一空穴传输层；在所述第一空穴传输层表面制作源漏电极；在整个衬底表面制作第二空穴传输层；在所述第二空穴传输层表面制备第二光吸收层；在所述第二光吸收层表面制作栅电极，最终形成所述双向HHET器件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在选取的衬底材料表面制作导电玻璃薄膜，包括：选取Al2O3材料作为所述衬底材料；在所述Al2O3材料表面制作所述FTO导电玻璃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述Al2O3材料表面制作所述FTO导电玻璃，包括：将钛酸四丁酯加入至二次蒸馏水中搅拌后获取沉淀物；将所述沉淀物加入二次蒸馏水和浓硝酸的混合液中搅拌后涂抹在所述衬底表面以形成所述FTO导电玻璃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述FTO导电玻璃表面制作第一光吸收层，包括：将PbI2和CH3NH3I先后加入DMSO:GBL中并搅拌，静置后形成CH3NH3PbI3溶液；将所述CH3NH3PbI3溶液旋涂在所述FTO导电玻璃表面并通过退火工艺形成所述第一光吸收层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一光吸收层表面制作第一空穴传输层，包括：配制氯苯溶液，并加入锂盐的乙腈溶液、四叔丁基吡啶和钴盐的乙腈溶液，常温搅拌形成Spiro-OMe...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾仁需，刘银涛，汪钰成，庞体强，张玉明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61