半导体器件制造技术

本技术提供了一种半导体器件，包括衬底、光敏层、源电极和漏电极，所述光敏层位于所述衬底上，包括堆叠的二维半导体层及有机半导体层，所述源电极和所述漏电极间隔设置于所述光敏层内或所述光敏层上。本技术中，所述光敏层的光谱响应范围是所述二维半导体层与所述有机半导体层的光谱响应范围的叠加，由于两者的光谱响应范围通常不会完全重叠，因此所述光敏层可以具有更宽的光谱响应范围以及更好的局部光响应度；并且，所述二维半导体层的光谱响应范围通常能够覆盖近红外及红外波段，可以实现所述半导体器件在军事雷达、医疗方面的应用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件。

技术介绍

1、有机光敏场效应晶体管(photoresponsive organic field effect transistor，phofet)因具有制备工艺简单、成本低、质量轻且制备的产品具有柔韧性等特点，引起人们广泛关注。phofet是有机半导体器件的一种，与同样是有机半导体器件家族成员的有机光电二极管(organic photodiode，opd)相比，phofet集成了光信号的探测和放大功能，具有更高的灵敏度和更低的噪声。由于phofet具有较小的有效感光面积(沟道区域)，这使得该类型的器件通常能够获得比opd高数百至上千倍的光电流增益及光响应度，因而在微弱光源探测方面更加具有优势。

2、一般来说，在phofet中，载流子的输运只发生在有机半导体层内，是一个二维传输的过程，且有机半导体层的晶体状况直接决定着所制备器件的性能。而有机半导体层通常是非晶或者多晶态的，这势必会带来各种陷阱及散射，载流子迁移率会大大降低，导致phofet的光生载流子的传输和收集效率都降低，进而降低了局部光响应度。并且，对于有机半导体层的来说，在近红外及红外波段有光吸收的材料很少，这也严重限制了phofet在军事雷达、医疗方面的应用。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种半导体器件，以提升现有的半导体器件的光谱响应范围以及局部光响应度。

2、为了达到上述目的，本技术提供了一种半导体器件，包括：

3、衬底；

<p>4、光敏层，位于所述衬底上，包括堆叠的二维半导体层及有机半导体层；以及，

5、源电极和漏电极，间隔设置于所述光敏层内或所述光敏层上。

6、可选的，所述二维半导体层及所述有机半导体层由下至上依次设置。

7、可选的，所述源电极和所述漏电极位于所述二维半导体层与所述有机半导体层之间。

8、可选的，所述衬底与所述光敏层之间还具有由下至上依次设置的第一栅电极层及第一栅介质层；和/或，所述光敏层上还具有由下至上依次设置的第二栅介质层及第二栅电极层。

9、可选的，所述衬底为绝缘体上半导体衬底中的底部半导体层和埋氧层，所述第一栅电极层为所述绝缘体上半导体衬底中的顶部半导体层。

10、可选的，所述第一栅介质层为所述顶部半导体层上自然生成的氧化层。

11、可选的，所述第二栅介质层及所述第二栅电极层均为透明膜层。

12、可选的，所述第二栅介质层的材料为有机高分子聚合物，所述第二栅电极层的材料为ito。

13、可选的，所述二维半导体层的材料包括过渡金属硫族化合物、黑磷、硅烯、锗烯或石墨烯。

14、可选的，所述有机半导体层的材料包括酞菁金属化合物、萘酞菁金属化合物或并五苯。

15、在本技术提供了一种半导体器件，包括衬底、光敏层、源电极和漏电极，所述光敏层位于所述衬底上，包括堆叠的二维半导体层及有机半导体层，所述源电极和所述漏电极间隔设置于所述光敏层内或所述光敏层上。本技术中，所述光敏层的光谱响应范围是所述二维半导体层与所述有机半导体层的光谱响应范围的叠加，由于两者的光谱响应范围通常不会完全重叠，因此所述光敏层可以具有更宽的光谱响应范围以及更好的局部光响应度；并且，所述二维半导体层的光谱响应范围通常能够覆盖近红外及红外波段，可以实现所述半导体器件在军事雷达、医疗方面的应用。相应的，本技术还提供了一种半导体器件的制备方法。

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【技术保护点】

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述二维半导体层及所述有机半导体层由下至上依次设置。

3.如权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于，所述源电极和所述漏电极位于所述二维半导体层与所述有机半导体层之间。

4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述衬底与所述光敏层之间还具有由下至上依次设置的第一栅电极层及第一栅介质层；和/或，所述光敏层上还具有由下至上依次设置的第二栅介质层及第二栅电极层。

5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述衬底为绝缘体上半导体衬底中的底部半导体层和埋氧层，所述第一栅电极层为所述绝缘体上半导体衬底中的顶部半导体层。

6.如权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述第一栅介质层为所述顶部半导体层上自然生成的氧化层。

7.如权利要求4~6中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第二栅介质层及所述第二栅电极层均为透明膜层。

8.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述第二栅介质层的材料为有机高分子聚合物，所述第二栅电极层的材料为ITO。

9.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述二维半导体层的材料为过渡金属硫族化合物、黑磷、硅烯、锗烯或石墨烯。

10.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述有机半导体层的材料为酞菁金属化合物、萘酞菁金属化合物或并五苯。

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【技术特征摘要】

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述二维半导体层及所述有机半导体层由下至上依次设置。

3.如权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于，所述源电极和所述漏电极位于所述二维半导体层与所述有机半导体层之间。

4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述衬底与所述光敏层之间还具有由下至上依次设置的第一栅电极层及第一栅介质层；和/或，所述光敏层上还具有由下至上依次设置的第二栅介质层及第二栅电极层。

5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述衬底为绝缘体上半导体衬底中的底部半导体层和埋氧层，所述第一栅电极层为所述绝缘体上半导体衬底中...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋欣雨，
申请(专利权)人：芯联先锋集成电路制造绍兴有限公司，
类型：新型
国别省市：