[發(fā)明專利]一種雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管及其制備方法

在審

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• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114203914A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 希治遠(yuǎn);姚博;尹宇嘉;龔鑫益;張迅;楊文錦
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興文理學(xué)院
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 紹興普華聯(lián)合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33274
• 代理人: 朱建剛

1.一種雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管，其特征在于：該場效應(yīng)管包括基底(1)、異質(zhì)結(jié)有源層(2)、近紅外光光敏層(3)、源/漏電極層(4)，所述基底(1)為包含300nm厚度二氧化硅的晶向100的重?fù)诫sn型硅片，所述異質(zhì)結(jié)有源層(2)為p型有機(jī)小分子酞氰銅薄膜(21)和n型有機(jī)小分子全氟酞氰銅薄膜(22)，所述近紅外光光敏層(3)為多層超晶格結(jié)構(gòu)V₂O₅/2T-NATA復(fù)合薄膜，所述源/漏電極層(4)材料為金，所述異質(zhì)結(jié)有源層(2)、近紅外光光敏層(3)和源/漏電極層(4)均通過真空蒸發(fā)法逐步沉積在基底(1)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管，其特征在于：所述酞氰銅薄膜(21)與全氟酞氰銅薄膜(22)的膜厚比為1:3。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管，其特征在于：所述酞氰銅薄膜(21)的厚度為20-30nm，所述全氟酞氰銅薄膜(22)的厚度為60-90nm，所述異質(zhì)結(jié)有源層(2)的總膜厚為80-120nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管，其特征在于：所述近紅外光光敏層(3)材料2T-NATA和V₂O₅的質(zhì)量比為2:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管，其特征在于：所述近紅外光光敏層(3)由V₂O₅薄膜和2T-NATA薄膜交替沉積制成，其總厚度為35-45nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管，其特征在于：所述近紅外光光敏層(3)中各周期的V₂O₅薄膜和2T-NATA薄膜的膜厚分別為1nm和2.5nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管，其特征在于：所述近紅外光光敏層(3)具有10-13個超晶格周期。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管，其特征在于：所述源/漏電極層(4)結(jié)構(gòu)為叉指形狀，以金作為電極材料，溝道長度為25um，沉積厚度為40-50nm。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述雙極型近紅外光敏場效應(yīng)管的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(a)在真空度優(yōu)于8×10^-4Pa及維持干凈基底(1)溫度為室溫18-28℃的條件下，于基底(1)表面沉積酞氰銅薄膜(21)；

(b)加熱基底(1)，使基底(1)保持在110-130℃，并于酞氰銅薄膜(21)表面沉積全氟酞氰銅薄膜(22)，制得異質(zhì)結(jié)有源層(2)；沉積過程中，通過石英晶振膜厚儀精確監(jiān)控材料的厚度，使酞氰銅和全氟酞氰銅的膜厚比為1:3，總膜厚控制在80-120nm；

(c)待步驟(b)后所得材料冷卻恢復(fù)至室溫，蒸鍍多層超晶格結(jié)構(gòu)V₂O₅/2T-NATA復(fù)合薄膜，即在異質(zhì)結(jié)有源層(2)上交替沉積2.5nm的2T-NATA薄膜和1nm的V₂O₅薄膜，從而制得近紅外光光敏層(3)；蒸鍍過程中，通過石英晶振膜厚儀精確監(jiān)控兩種材料的蒸發(fā)速率；

(d)利用叉指形狀掩膜版并采用真空蒸鍍的方法沉積40-50nm的金薄膜，得到源/漏電極層(4)，作為探測器的源極和漏極。