[發(fā)明專(zhuān)利]一種紅外傳感器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911041218.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110729348B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 婁正;沈國(guó)震;冉文浩;魏鐘鳴;趙淑芳;王得鵬;尹瑞陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/06;H01L29/41;H01L29/417;H01L31/101;H01L31/18
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王中葦

本發(fā)明提供了一種傳感器，其特征在于，包括：晶體管(1)，光電探測(cè)器(2)，參考電阻(3)以及襯底(4)；晶體管(1)包括第一源極(7)，第一漏極(8)以及第一無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線(9)，第一無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線(9)與第一源極(7)與第一漏極(8)連接；光電探測(cè)器(2)包括第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線(10)，第二源極(11)以及第二漏極(12)，第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線(10)與第二源極(11)與第二漏極(12)連接；參考電阻(3)包括第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線(10)，第三源極(13)以及第三漏極(14)，第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線(10)與第三源極(13)與第三漏極(14)連接。該傳感器用于解決暗電流過(guò)大、光電流過(guò)小的問(wèn)題，顯著增強(qiáng)開(kāi)關(guān)比。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性電子器件領(lǐng)域和光電探測(cè)器領(lǐng)域，具體涉及一種紅外傳感器的研制及制備方法。

背景技術(shù)

光通信技術(shù)為信息化技術(shù)中的重中之重，光通信技術(shù)具有保密性高、防干擾、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。光電探測(cè)器是光通信系統(tǒng)中最基本的器件之一，然而，現(xiàn)在的光電探測(cè)器，無(wú)論是一維材料、二維材料亦或是有機(jī)材料，均存在暗電流較大，使得器件的開(kāi)關(guān)比比較低，從而光電流和暗電流的區(qū)分度不高的問(wèn)題。

在前人的研究工作中，傳統(tǒng)的紅外光電探測(cè)器主要是在硅襯底上制作，無(wú)法彎折，無(wú)法滿(mǎn)足柔性化、可穿戴和便攜化的要求。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員采用了一維的無(wú)機(jī)納米線作為半導(dǎo)體層得到紅外光電探測(cè)器，其開(kāi)關(guān)比僅為2倍或者不到2倍，在如此低的開(kāi)關(guān)比下，當(dāng)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中存在噪聲等干擾、以及器件穩(wěn)定性的限制時(shí)，使其在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)誤碼，信息傳遞可靠性降低，基本無(wú)法使用。在另一研究工作中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員采用了有機(jī)物制造光電探測(cè)器，但存在著工作壽命低，對(duì)制備的環(huán)境要求苛刻且易于受到環(huán)境影響，制備的光電探測(cè)器尺寸過(guò)大等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明提供了一種紅外傳感器及其制備方法，用于至少部分解決暗電傳感器暗電流過(guò)大、開(kāi)關(guān)比過(guò)低等問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供了一種傳感器，其特征在于，包括：晶體管1、光電探測(cè)器2、參考電阻3以及襯底4；晶體管1包括柵極5、絕緣層6、第一源極7、第一漏極8以及第一無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線9；第一源極7及第一漏極8設(shè)置于襯底4上，第一無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線9與第一源極7、第一漏極8連接，絕緣層6設(shè)置于第一源極7、第一漏極8以及第一無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線9上，柵極5設(shè)置于絕緣層6上；光電探測(cè)器2包括第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線10，第二源極11以及第二漏極12；第二源極11以及第二漏極12設(shè)置于襯底4上，第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線10與第二源極11、第二漏極12連接；參考電阻3包括第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線10，第三源極13以及第三漏極14；第三源極13以及第三漏極14設(shè)置于襯底4上，第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線10與第三源極13、第三漏極14連接；第二漏極12、第三漏極14與柵極5連接；其中，第一無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線9的禁帶寬度大于第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線10的禁帶寬度。

可選地，第一無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線9的禁帶寬度大于等于2.3eV；第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線10的禁帶寬度小于0.26eV。

可選地，第一無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線9為氧化銦、氧化鎵、氧化鋅、氧化鋼鎵、以及鋼鎵鋅氧中的至少一種。

可選地，第二無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線10材料為硫硒鉍。

可選地，第一無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米線9與絕緣層6接觸面的面積小于柵極5與絕緣層6接觸面的面積。

可選地，柵極5與絕緣層6接觸面的面積小于絕緣層6與柵極5接觸面的面積。

可選地，襯底4為可彎曲的柔性襯底。

本發(fā)明還提供了一種器件，該器件包括多個(gè)上述傳感器，多個(gè)傳感器之間通過(guò)第二漏極11，柵極5以及第三漏極14相互連接。