基于CH3NH3PbI3材料的P型HHMT晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于CH3NH3PbI3材料的P型HHMT晶体管及其制备方法。该方法包括：选取Al2O3材料作为衬底材料；采用第一掩膜版在所述衬底材料表面形成源漏电极；在所述衬底材料及所述源漏电极表面生长空穴传输层；采用第二掩膜版在所述空穴传输层表面生长CH3NH3PbI3材料形成光吸收层；采用第三掩膜版在所述光吸收层表面生长形成栅电极材料，以完成所述P型HHMT晶体管的制备。本发明专利技术实施例采用空穴传输层传输空穴阻挡电子，并采用CH3NH3PbI3向沟道提供大量的空穴，制备出的P型HHMT晶体管具有迁移率高，开关速度快，光电转换效率大的优点。

【技术实现步骤摘要】

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HHMT晶体管及其制备方法。
技术介绍
随着电子技术的蓬勃发展，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。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管(HighHoleMobilityTransistor,简称HHMT)提出了新的要求。然后，如何制作成本低廉、制备工艺简单，且电转换效率高的光电P型HHMT器件仍然是当前亟需解决的技术问题。
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P型HHMT晶体管及其制备方法。本专利技术的一个实施例提供了一种基于CH3NH3PbI3材料的P型HHMT晶体管的制备方法，包括：选取Al2O3材料作为衬底材料；采用第一掩膜版在所述衬底材料表面形成源漏电极；在所述衬底材料及所述源漏电极表面生长空穴传输层；采用第二掩膜版在所述空穴传输层表面生长CH3NH3PbI3材料形成光吸收层；采用第三掩膜版在所述光吸收层表面生长形成栅电极材料，以完成所述P型HHMT晶体管的制备。在本专利技术的一个实施例中，采用第一掩膜版在所述衬底材料表面形成源漏电极，包括：采用氩气对磁控溅射设备的溅射腔体进行清洗后抽真空；选取质量比纯度≥99.99%的第一金属材料作为溅射靶材，以质量百分比纯度≥99.999%的氩气作为溅射气体通入溅射腔，在真空度为6×10-4~1.3×10-3Pa的条件下在所述衬底材料表面形成所述源漏电极。在本专利技术的一个实施例中，所述第一金属材料为Au、Al、Ti、Ni、Ag或Pt。在本专利技术的一个实施例中，在所述衬底材料及所述源漏电极表面生长空穴传输层，包括：配制浓度为72.3mg/mL的Spiro-OMeTAD的氯苯溶液，并加入浓度为520mg/mL锂盐的乙腈溶液、四叔丁基吡啶和300mg/mL钴盐的乙腈溶液，以体积比为10:17:11在常温下搅拌，得到Spiro-OMeTAD溶液；将所述Spiro-OMeTAD溶液滴加至所述衬底材料及所述源漏电极表面并旋涂，形成所述空穴传输层。在本专利技术的一个实施例中，采用第二掩膜版在所述空穴传输层表面生长CH3NH3PbI3材料形成光吸收层，包括：将PbI2和CH3NH2I先后加入DMSO:GBL中，形成得到PbI2和CH3NH2I的混合溶液；将PbI2和CH3NH3I的混合溶液搅拌后静置得到所述CH3NH3PbI3溶液；采用所述第二掩膜版，在所述空穴传输层表面旋涂所述CH3NH3PbI3材料以形成所述光吸收层。在本专利技术的一个实施例中，在所述空穴传输层表面旋涂所述CH3NH3PbI3材料以形成所述光吸收层，包括：采用所述第二掩膜版，利用单一旋涂法在所述空穴传输层表面旋涂厚度为200~300nm的所述CH3NH3PbI3材料；在温度为100℃下退火处理形成所述光吸收层。在本专利技术的一个实施例中，采用第三掩膜版在所述光吸收层表面生长形成栅电极材料，包括：采用氩气对磁控溅射设备的溅射腔体进行清洗后抽真空；选取质量比纯度≥99.99%的第二金属材料作为溅射靶材，以质量百分比纯度≥99.999%的氩气作为溅射气体通入溅射腔，在真空度为6×10-4~1.3×10-3Pa的条件下在所述光吸收层表面形成所述栅电极材料。在本专利技术的一个实施例中，所述第二金属材料为Au、Al、Ti、Ni、Ag或Pt。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HHMT晶体管，其中，所述P型HHMT晶体管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，由于该P型HHMT晶体管采用空穴传输层传输空穴阻挡电子，并采用CH3NH3PbI3材料向沟道提供大量的空穴，具有迁移率高，开关速度快，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HHMT晶体管的截面示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型HHMT晶体管的俯视示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型HHMT晶体管的制备方法流程示意图；图4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；图5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；图6为本专利技术实施例提供的一种第三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CH3NH3PbI3钙钛矿作为新型染料敏化太阳能电池的关键原料，在国内外太阳能电池领域成为重点研究方向，同时也是光电高器件的重要原材料之一。CH3NH3PbI3钙钛矿的晶体结构随着温度的变化有而变化，在-111℃以下是正交晶体结构，在-111℃~54℃为四方晶体结构，54℃以上为立方晶体结构，而晶体结构的改变伴随着能量的释放，这就是CH3NH3PbI3钙钛矿的导电原理，也是晶体产生同素异构的原因，因此高的光电转换效率也是CH3NH3PbI3钙钛矿的最主要的特性。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HHMT晶体管的截面示意图，图2为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型HHMT晶体管的俯视示意图。该P型HHMT晶体管包括衬底1、源漏电极2、空穴传输层3、光吸收层4、栅电极5。衬底1、源漏电极2、空穴传输层3、光吸收层4、栅电极5的材料按顺序由下至上竖直分布，形成多层结构，构成P型HHMT晶体管。所述的衬底1采用蓝宝石(Al2O3)衬底；所述源漏电极3优选采用金(Au)材料；所述光吸收层5为CH3NH3PbI3材料；所述栅电极6优选采用金(Au)材料。请参见图3，图3为本专利技术实施例提供的一种基于CH3NH3PbI3材料的P型HHMT晶体管的制备方法流程示意图。该方法包括如下步骤：步骤a、选取Al2O3材料作为衬底材料；步骤b、采用第一掩膜版在所述衬底材料表面形成源漏电极；步骤c、在所述衬底材料及所述源漏电极表面生长空穴传输层；步骤d、采用第二掩膜版在所述空穴传输层表面生长CH3NH3PbI3材料形成光吸收层；步骤e、采用第三掩膜版在所述光吸收层表面生长形成栅电极材料，以完成所述P型HHMT晶体管的制备。对于步骤b，可以包括：步骤b1、采用氩气对磁控溅射设备的溅射腔体进行清洗后抽真空；步骤b2、选取质量比纯度≥99.99%的第一金属材料作为溅射靶材，以质量百分比纯度≥99.999%的氩气作为溅射气体通入溅射腔，在真空度为6×10-4~1.3×10-3Pa的条件下在所述衬底材料表面形成所述源漏电极。其中，所述第一金属材料为Au、Al、Ti、Ni、Ag或Pt。对于步骤c，可以包括：步骤c1、配制浓度为72.3mg/mL的Spiro-OMeTAD的氯苯溶液，并加入浓度为520mg/mL锂盐的乙腈溶液、四叔丁基吡啶和300mg/mL钴盐的乙腈溶液，以体积比为10:17:11在常温下搅拌，得到Spiro-OMeTAD溶液；步骤c2、将所述Spiro-OMeTAD溶液滴加至所述衬底材料及所述源漏电极表面并旋涂，形成所述空穴传输层。对于步骤d，可以包括：步骤d1、将PbI2和CH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CH3NH3PbI3材料的P型HHMT晶体管的制备方法，其特征在于，包括：选取Al2O3材料作为衬底材料；采用第一掩膜版在所述衬底材料表面形成源漏电极；在所述衬底材料及所述源漏电极表面生长空穴传输层；采用第二掩膜版在所述空穴传输层表面生长CH3NH3PbI3材料形成光吸收层；采用第三掩膜版在所述光吸收层表面生长形成栅电极材料，以完成所述P型HHMT晶体管的制备。

【技术特征摘要】
1.一种基于CH3NH3PbI3材料的P型HHMT晶体管的制备方法，其特征在于，包括：选取Al2O3材料作为衬底材料；采用第一掩膜版在所述衬底材料表面形成源漏电极；在所述衬底材料及所述源漏电极表面生长空穴传输层；采用第二掩膜版在所述空穴传输层表面生长CH3NH3PbI3材料形成光吸收层；采用第三掩膜版在所述光吸收层表面生长形成栅电极材料，以完成所述P型HHMT晶体管的制备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用第一掩膜版在所述衬底材料表面形成源漏电极，包括：采用氩气对磁控溅射设备的溅射腔体进行清洗后抽真空；选取质量比纯度≥99.99%的第一金属材料作为溅射靶材，以质量百分比纯度≥99.999%的氩气作为溅射气体通入溅射腔，在真空度为6×10-4~1.3×10-3Pa的条件下在所述衬底材料表面形成所述源漏电极。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一金属材料为Au、Al、Ti、Ni、Ag或Pt。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述衬底材料及所述源漏电极表面生长空穴传输层，包括：配制浓度为72.3mg/mL的Spiro-OMeTAD的氯苯溶液，并加入浓度为520mg/mL锂盐的乙腈溶液、四叔丁基吡啶和300mg/mL钴盐的乙腈溶液，以体积比为10:17:11在常温下搅拌，得到Spiro-OMeTAD溶液；将所述Spiro-OMeTAD溶液滴加至所述衬底材料及所述源漏电极表面并旋涂，形成所述空穴传输层。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾仁需，汪钰成，庞体强，刘银涛，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