[發明專利]一種p型SnO/Ag肖特基結核殼結構納米線溝道的多功能光電薄膜晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201710561987.8
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107452821B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 潘新花;王偉豪;呂斌;葉志鎮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/0352;H01L31/113;H01L31/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種p型SnO/Ag肖特基結核殼結構納米線溝道的多功能光電薄膜晶體管，依次有低阻Si、SiO₂絕緣層、SnO/Ag核殼結構納米線溝道層和Au電極。其制備方法是先采用一步水熱法合成SnO/Ag核殼結構納米線，再采用溶劑蒸發法制備納米線溝道，將器件退火后鍍上Au電極完成該器件的制作。本發明通過SnO/Ag核殼結構形成肖特基結，當晶體管處于關態時限制載流子的注入，從而抑制晶體管的暗電流；由于溝道材料內部核心是金屬Ag，當晶體管處于開態時，可以獲得很高的場效應遷移率，提高晶體管的工作響應速度。同時該器件對360nm的紫外光具有響應。該光電薄膜晶體管器件在紫外探測器、紫外光控開關、光敏晶體管等光電器件領域具有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種SnO/Ag肖特基結核殼結構納米線溝道的p型多功能光電薄膜晶體管及其制備方法，屬于光電子功能器件領域。

背景技術

SnO是最近幾年發現的一種重要的寬禁帶半導體材料，它是一種本征p型半導體材料，是目前p型金屬氧化物半導體中最為看好的材料之一。其禁帶寬度可在2.5～3.4eV之間變化，適合制備p型金屬氧化物半導體器件。

相對于ZnO材料，SnO材料是本征p型半導體，不需要進行摻雜處理。并且SnO具有較高的遷移率，因此可以制造出性能優異的薄膜晶體管。另外，因為SnO的禁帶寬度可調，因此SnO在發光及光探測領域具有巨大的發展潛力。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有低漏電流、高場效應遷移率，基于SnO/Ag肖特基結核殼結構納米線溝道的多功能p型薄膜晶體管及其制備方法。

本發明的SnO/Ag肖特基結核殼結構納米線溝道的多功能光電薄膜晶體管，其特征是依次包括低阻Si(1)、SiO₂絕緣層(2)、SnO/Ag納米線層(3)和Au 電極(4)，所述的SnO/Ag納米線層(3)中納米線均呈同向排列鋪設于SiO₂絕緣層上。

所述的SnO/Ag納米線層中納米線是以Ag納米線為核，外層包覆有SnO的核殼結構納米線，SnO與Ag形成肖特基結，可以抑制載流子的注入，從而限制器件的漏電流。

進一步的，所述的SnO/Ag納米線層中納米線還可以是以Ag納米線為核，外層包覆有SnO的核殼結構納米線，所述的SnO為納米棒形貌。

進一步的，所述的SnO/Ag納米線層中納米線的長度為2～10μm，直徑為 100～300nm。

進一步的，所述的低阻Si(1)的電阻率為0.001～0.005Ω·cm。

進一步的，所述的SiO₂絕緣層(2)厚度為150～300nm。

制備上述的多功能光電薄膜晶體管的方法，包括以下步驟：

1)采用一步水熱法制備SnO/Ag核殼結構納米線：

將異辛酸亞錫、油胺溶于乙醇和乙二醇的混合溶劑中，并加入Ag納米線，攪拌均勻后在120～180℃下水熱反應24～48h，反應結束后，將所得溶液離心清洗后，分散于乙醇中；

2)采用溶劑蒸發法制備SnO/Ag核殼結構納米線溝道：

將Si/SiO₂襯底清洗，再用氧等離子體清洗，清洗完后將襯底垂直浸沒到步驟1獲得的SnO/Ag納米線乙醇分散液中，在30～60℃下蒸干溶劑，SnO/Ag 納米線隨著溶劑的蒸干自組裝排列，形成SnO/Ag納米線層(3)，在300～500℃下退火1h；

3)在上述的SnO/Ag納米線層(3)上蒸鍍厚度為70～100nm的Au電極(4)，獲得SnO/Ag肖特基結核殼結構納米線溝道的多功能光電薄膜晶體管。

其中，進一步的，所述的乙醇與乙二醇體積比為1:1。