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一種基于P型SiC的新型晶體管器件及其制備方法
閱讀：53發(fā)布：2020-05-08
專利匯可以提供一種基于P型SiC的新型晶體管器件及其制備方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 涉及一種基于P型SiC的新型晶體管器件及其制備方法，包括：選取 碳 化 硅 襯底；在所述碳化硅襯底表面使用第一掩 模版 生長(zhǎng)空穴傳輸層；在所述空穴傳輸層表面生長(zhǎng) 鈣 鈦 礦光吸收層；在所述 鈣鈦礦 光吸收層表面或所述襯底下表面生長(zhǎng)絕緣層；在所述絕緣層表面生長(zhǎng)柵 電極 ；在所述碳化硅襯底表面使用第二掩模版生長(zhǎng)源漏電極，最終形成所述基于碳化硅/鈣鈦礦傳輸層 異質(zhì)結(jié) 的晶體管器件；由于本發(fā)明的晶體管采用鈣鈦礦光吸收層/傳輸層來(lái)為 溝道 提供相同極性光生載流子，提高了 現(xiàn)有技術(shù) 中的碳化硅晶體管器件的遷移率、 開(kāi)關(guān) 速度等其他重要參數(shù)。，下面是一種基于P型SiC的新型晶體管器件及其制備方法專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種基于P型SiC的新型晶體管器件的制備方法，其特征在于，所述器件包括碳化硅襯底、鈣鈦礦傳輸層、鈣鈦礦光吸收層、絕緣層、柵電極和源漏電極，所述方法包括以下步驟：
(a)選取碳化硅襯底；
(b)在所述的碳化硅襯底表面使用第一掩模版生長(zhǎng)空穴傳輸層；
(c)在所述空穴傳輸層表面生長(zhǎng)鈣鈦礦光吸收層；
(d)在所述鈣鈦礦光吸收層表面或所述襯底下表面生長(zhǎng)絕緣層；
(e)在所述絕緣層表面生長(zhǎng)柵電極；
(f)在所述碳化硅襯底表面使用第二掩模版生長(zhǎng)源漏電極，最終形成所述基于P型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于P型SiC的新型晶體管器件的制備方法，其特征在于，所述襯底碳化硅包括所述襯底碳化硅包括3C-碳化硅、4H-碳化硅以及6H-碳化硅，所述步驟(a)包括：
(a1)選取碳化硅襯底；
(a2)依次用微米級(jí)半導(dǎo)體專用洗滌劑、去離子水、丙酮、和異丙酮超聲清洗所述襯底并烘干；
所述空穴傳輸層和所述碳化硅襯底在外加?xùn)艍合履軌蛐纬啥S電子氣，
所述空穴傳輸層包括三苯胺基材料、Spiro、P3HT；
所述鈣鈦礦吸收層分為無(wú)機(jī)鈣鈦礦和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦，所述無(wú)機(jī)鈣鈦礦包括CrPbBr3、CrPbCl3、CrPbI3、CsSnBr3，步驟(b)包括：
(b1)在無(wú)水無(wú)氧并且充滿高純氮?dú)獾沫h(huán)境下在所述傳輸層上旋涂形成鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；
(b2)其中旋涂時(shí)間為40-60s，旋涂轉(zhuǎn)速為2000r/min-4000r/min，所述鈣鈦礦光活性層的厚度為550-600納米；；
所述絕緣層包括常用的SiO2，以及高K材料，包括HfO2，Y2O3，La2O3，步驟(c)包括：
(c1)利用磁控濺射工藝在所述鈣鈦礦光吸收層上表面或所述襯底下表面生長(zhǎng)絕緣層材料；生長(zhǎng)所述鈣鈦礦光吸收層上表面絕緣層時(shí)需要采用第一掩模版；
(c2)將絕緣層靶材放置在射頻磁控濺射系統(tǒng)的靶位置；
(c3)將腔體抽至真空狀態(tài)(5×10-6Pa)，加熱所述鈣鈦礦吸收層或所述襯底，通入氣體Ar，調(diào)整真空腔內(nèi)壓強(qiáng)；
(c4)其中，絕緣層靶材與所述鈣鈦礦吸收層或所述襯底下表面的距離為10cm，濺射功率為50W-70W，沉積時(shí)間為1-1.5h；
所述柵電極包括金屬、ITO、FTO，步驟(d)包括：
(d1)磁控濺射，包括：
(d1.1)采用第一掩模版，利用磁控濺射工藝在所述鈣鈦礦光吸收層上生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
(d1.1.1)以金屬材料作為靶材，以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
(e1.1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在所述鈣鈦礦吸收層表面濺射形成金屬柵電極金屬材料；
(d1.2)在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障拢每焖贌?a href='/zhuanli/list-21317-1.html' target='_blank'>退火工藝在所述鈣鈦礦光吸收層上表面與柵電極金屬材料表面處形成歐姆接觸已完成金屬柵的制備；
(d2)熱蒸鍍法，包括：
(d2.1)將第一掩模版覆蓋于所述襯底上，在襯底的中間部分預(yù)留出形成柵電極的溝槽，用等離子清洗劑清洗所述被覆蓋的襯底；
(d2.2)配置電極溶液，并將電極溶液滴于鈣鈦礦光吸收層上預(yù)留的溝槽中；
(d2.3)生長(zhǎng)柵電極：以4000rpm的速度在空氣中旋涂30秒，然后在200℃條件下退火1小時(shí)；
所述源漏電極包括Pi、Ag、金屬、Al，步驟(e)包括：
(e1)磁控濺射，包括：
(e1.1)采用第二掩模版，利用磁控濺射工藝在所述襯底上生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
(e1.1.1)以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
(e1.1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在所述襯底表面濺射形成源漏電極金屬材料；
(e1.2)在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在所述襯底上表面與源漏電極金屬材料表面處形成歐姆接觸已完成源漏電極的制備；
(e2)熱蒸鍍法，包括：
(e2.1)將第二掩模版覆蓋于所述襯底上，在襯底的中間部分預(yù)留出形成源漏電極的溝槽，用等離子清洗劑清洗所述被覆蓋的襯底；
(e2.2)配置電極溶液，并將電極溶液滴于所述襯底上預(yù)留的溝槽中；
(e2.3)生長(zhǎng)源漏電極：以4000rpm的速度在空氣中旋涂30秒，然后在200℃條件下退火1小時(shí)。
3.一種基于P型SiC的新型晶體管器件，其特征在于，P型碳化硅襯底兩端生長(zhǎng)漏極和源極，所述P型碳化硅襯底上層生長(zhǎng)空穴傳輸層，所述空穴傳輸層上層生長(zhǎng)鈣鈦礦層，所述鈣鈦礦層上層生長(zhǎng)絕緣層，所述絕緣層上部生長(zhǎng)有金屬柵。
一種基于P型SiC的新型晶體管器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
[0002] 碳化硅是一種發(fā)展迅速的第三代半導(dǎo)體材料，具有比硅和砷化鎵更大的遷移率、更高的熱導(dǎo)率、更高的臨界擊穿電場(chǎng)等優(yōu)異特性，在半導(dǎo)體器件制備方面具有廣闊的前景；碳化硅可以用來(lái)制備晶體管器件，其原理為通過(guò)調(diào)控柵壓來(lái)開(kāi)啟或關(guān)斷溝道，從而使器件可以在不同的狀態(tài)下工作；為使碳化硅晶體管器件能正常工作，其柵極必須能夠有效的開(kāi)啟或關(guān)斷溝道，因此在碳化硅晶體管的制作中，柵極的制作影響整個(gè)器件的最終性能。
[0003] 鈣鈦礦材料作為太陽(yáng)能電池的光吸收材料已經(jīng)表現(xiàn)出了卓越的光電轉(zhuǎn)換效率，鈣鈦礦材料擁有高效的光吸收效率、雙極性特性以及帶隙可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)；在太陽(yáng)能電池的研究中，鈣鈦礦材料常常堆疊空穴傳輸層來(lái)使其產(chǎn)生的電子空穴對(duì)得到分離；空穴傳輸層可以有效地提取鈣鈦礦產(chǎn)生的光生空穴而阻擋光生電子；因此，將鈣鈦礦/傳輸層結(jié)構(gòu)加入到碳化硅晶體管的柵極和溝道之間，可以實(shí)現(xiàn)如下功能：在施加某一方向柵壓的情況下，開(kāi)啟溝道同時(shí)由鈣鈦礦層向溝道注入大量的P型載流子，從而提高碳化硅晶體管的遷移率等重要參數(shù)；在施加反方向柵壓的情況下，鈣鈦礦不再向溝道注入載流子，直至溝道被夾斷。
發(fā)明內(nèi)容
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于P型SiC的新型晶體管器件及其制備方法。
[0007] (a)選取碳化硅襯底；
[0008] (b)在所述的碳化硅襯底表面使用第一掩模版生長(zhǎng)空穴傳輸層；
[0009] (c)在所述空穴傳輸層表面生長(zhǎng)鈣鈦礦光吸收層；
[0010] (d)在所述鈣鈦礦光吸收層表面或所述襯底下表面生長(zhǎng)絕緣層；
[0011] (e)在所述絕緣層表面生長(zhǎng)柵電極；
[0013] 進(jìn)一步的方案為，所述襯底碳化硅包括所述襯底碳化硅包括3C-碳化硅、4H-碳化硅以及6H-碳化硅，所述步驟(a)包括：
[0014] (a1)選取碳化硅襯底；
[0016] 所述空穴傳輸層和所述碳化硅襯底在外加?xùn)艍合履軌蛐纬啥S電子氣，所述空穴傳輸層包括三苯胺基材料、Spiro、P3HT，以Spiro-0MeTAD?為例，所述步驟(b)包括：
[0017] (b1)將FeCl3溶液、雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰溶液、4-叔丁基吡啶滴加至Spiro-0MeTAD溶液中；
[0018] (b1.1)所述混合溶液中Spiro-0MeTAD的摩爾濃度為42-70mM，F(xiàn)eCl3的濃度是Spiro-0MeTAD摩爾濃度的0.4-1.4倍，優(yōu)選是0.8-1倍，最優(yōu)選是0.8倍；
[0019] (b1.2)所述混合溶液中雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰的濃度為6-10mg/mL，?4-叔丁基吡啶的濃度為1.8-3.2％v/v；
[0020] (b1.3)所述FeCl3；溶液的溶劑選自乙腈、氯仿、丙酮中的至少一種；
[0021] (b1.4)所述雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰溶液的溶劑選自乙腈、γ-丁內(nèi)酯中的至少一種；
[0022] (b1，5)所述Spiro-0MeTAD溶液的溶劑選自氯苯、二氯苯、乙腈中的至少一種；
[0023] (b2)將該混合溶液旋涂至所述襯底上，所得涂層即為空穴傳輸層；
[0024] (b2.1)該空穴傳輸層的厚度為60-160nm；
[0025] 所述鈣鈦礦吸收層分為無(wú)機(jī)鈣鈦礦和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦，所述無(wú)機(jī)鈣鈦礦包括CrPbBr3、CrPbCl3、CrPbI3、CsSnBr3，步驟(c)包括：
[0027] (c2)其中旋涂時(shí)間為40-60s，旋涂轉(zhuǎn)速為2000r/min-4000r/min，所述鈣鈦礦光活性層的厚度為550-600納米；；
[0028] 所述絕緣層包括常用的SiO2，以及高K材料，包括HfO2，Y2O3，La2O3，以SiO2為例，步驟(d)包括：
[0029] (d1)利用磁控濺射工藝在所述鈣鈦礦光吸收層上表面或所述襯底下表面生長(zhǎng)SiO2材料作為絕緣層；生長(zhǎng)所述鈣鈦礦光吸收層上表面絕緣層時(shí)需要采用第一掩模版；
[0030] (d2)將SiO2靶材放置在射頻磁控濺射系統(tǒng)的靶位置；
[0031] (d3)將腔體抽至真空狀態(tài)(5×10-6Pa)，加熱所述鈣鈦礦吸收層或所述襯底，通入氣體Ar，調(diào)整真空腔內(nèi)壓強(qiáng)；
[0032] (d4)其中，SiO2靶材與所述鈣鈦礦吸收層或所述襯底下表面的距離為?10cm，濺射功率為50W-70W，沉積時(shí)間為1-1.5h；
[0033] 所述柵電極包括金屬、ITO、FTO，步驟(e)包括：
[0034] (e1)磁控濺射，包括：
[0035] (e1.1)采用第一掩模版，利用磁控濺射工藝在所述鈣鈦礦光吸收層上生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
[0036] (e1.1.1)以金屬材料作為靶材，以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
[0037] (e1.1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在所述鈣鈦礦吸收層表面濺射形成金屬柵電極金屬材料；
[0038] (e1.2)在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速?a href='/zhuanli/list-21317-1.html' target='_blank'>退火工藝在所述鈣鈦礦光吸收層上表面與柵電極金屬材料表面處形成歐姆接觸已完成金屬柵的制備；
[0041] (e2.2)配置電極溶液，并將電極溶液滴于鈣鈦礦光吸收層上預(yù)留的溝槽中；
[0042] (e2.3)生長(zhǎng)柵電極：以4000rpm的速度在空氣中旋涂30秒，然后在?200℃條件下退火1小時(shí)；
[0043] 所述源漏電極包括Pi、Ag、金屬、Al，步驟(f)包括：
[0044] (f1)磁控濺射，包括：
[0045] (f1.1)采用第二掩模版，利用磁控濺射工藝在所述襯底上生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
[0046] (f1.1.1)以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
[0047] (f1.1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在所述襯底表面濺射形成源漏電極金屬材料；
[0048] (f1.2)在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障拢每焖贌嵬嘶鸸に囋谒鲆r底上表面與源漏電極金屬材料表面處形成歐姆接觸已完成源漏電極的制備；
[0049] (f2)熱蒸鍍法，包括：
[0050] (f2.1)將第二掩模版覆蓋于所述襯底上，在襯底的中間部分預(yù)留出形成源漏電極的溝槽，用等離子清洗劑清洗所述被覆蓋的襯底；
[0051] (f2.2)配置電極溶液，并將電極溶液滴于所述襯底上預(yù)留的溝槽中；
[0052] (f2.3)生長(zhǎng)源漏電極：以4000rpm的速度在空氣中旋涂30秒，然后在200℃條件下退火1小時(shí)
[0053] 本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明將鈣鈦礦/空穴傳輸層結(jié)構(gòu)加入到P型SiC晶體管的柵極和溝道之間，可以實(shí)現(xiàn)如下功能：在施加某一方向柵壓的情況下，開(kāi)啟溝道同時(shí)由鈣鈦礦層向溝道注入大量的P?型載流子，從而提高P型SiC晶體管的遷移率、開(kāi)關(guān)速度等重要參數(shù)；在施加反方向柵壓的情況下，鈣鈦礦不再向溝道注入P型載流子，直至溝道被夾斷。附圖說(shuō)明
[0054] 通過(guò)以下參考附圖的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它方面和特征變得明顯；但是應(yīng)當(dāng)知道，該附圖僅僅為解釋的目的設(shè)計(jì)，而不是作為本發(fā)明的范圍的限定，這是因?yàn)槠鋺?yīng)當(dāng)參考附加的權(quán)利要求；還應(yīng)當(dāng)知道，除非另外指出，不必要依比例繪制附圖，它們僅僅力圖概念地說(shuō)明此處描述的結(jié)構(gòu)和流程。
[0055] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于P型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件的制備方法的示意圖；
[0056] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一掩模版的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二掩模版的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058] 圖4a-4b為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于P型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件的制備方法的截面示意圖；
[0059] 圖5a-5f為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于P型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件的制備方法的工藝示意圖；
[0060] 圖6a-6b為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于P型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件的制備方法的截面示意圖；
[0061] 圖7a-7e為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于P型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件的制備方法的工藝示意圖；
[0062] 圖中：1金屬柵、2絕緣層、3鈣鈦礦層、4空穴傳輸層、5漏極、?6源極、7P型碳化硅襯底。
具體實(shí)施方式
[0063] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0064] 實(shí)施例一
[0065] 請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于P型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件的制備方法的示意圖；該方法包括如下步驟：
[0066] (a)選取碳化硅襯底；
[0067] (b)在的碳化硅襯底表面使用第一掩模版生長(zhǎng)空穴傳輸層；
[0068] (c)在空穴傳輸層表面生長(zhǎng)鈣鈦礦光吸收層；
[0069] (d)在鈣鈦礦光吸收層上表面或襯底下表面生長(zhǎng)絕緣層；
[0070] (e)在絕緣層表面生長(zhǎng)柵電極；
[0071] (f)在碳化硅襯底表面使用第二掩模版生長(zhǎng)源漏電極，最終形成基于?P型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件。
[0072] 在本發(fā)明的實(shí)施例一中，步驟(a)，襯底碳化硅包括3C-碳化硅、4H-?碳化硅以及6H-碳化硅，包括：
[0073] (a1)選取碳化硅襯底；
[0074] (a2)依次用微米級(jí)半導(dǎo)體專用洗滌劑、去離子水、丙酮、和異丙酮超聲清洗襯底并烘干；
[0075] 在本發(fā)明中，步驟(b)，空穴傳輸層和碳化硅襯底在外加?xùn)艍合履軌蛐纬啥S電子氣，空穴傳輸層包括三苯胺基材料、Spiro、P3HT等；包括：(b1)將FeCl3溶液、雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰溶液、4-叔丁基吡啶滴加至Spiro-0MeTAD溶液中；
[0076] (b1.1)混合溶液中Spiro-0MeTAD的摩爾濃度為42-70mM，F(xiàn)eCl3的濃度是Spiro-0MeTAD摩爾濃度的0.4-1.4倍，優(yōu)選是0.8-1倍，最優(yōu)選是0.8倍；
[0077] (b1.2)混合溶液中雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰的濃度為6-10mg/mL，、?4-叔丁基吡啶的濃度為1.8-3.2％v/v；
[0078] (b1.3)FeCl3；溶液的溶劑選自乙腈、氯仿、丙酮中的至少一種
[0079] (b1.4)雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰溶液的溶劑選自乙腈、γ-丁內(nèi)酯中的至少一種；
[0080] (b1，5)Spiro-0MeTAD溶液的溶劑選自氯苯、二氯苯、乙腈中的至少一種；
[0081] (b2)將該混合溶液旋涂至襯底上，所得涂層即為空穴傳輸層；
[0082] (b2.1)該空穴傳輸層的厚度為60-160nm；
[0083] 在本發(fā)明中，步驟(c)，鈣鈦礦吸收層分為無(wú)機(jī)鈣鈦礦和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦，無(wú)機(jī)鈣鈦礦包括CrPbBr3、CrPbCl3、CrPbI3、CsSnBr3等；有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦包括CH3NH3PbI3、CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbBr3等，包括：
[0084] (c1)在無(wú)水無(wú)氧并且充滿高純氮?dú)獾沫h(huán)境下在傳輸層上旋涂形成鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；
[0086] (c3)其中旋涂時(shí)間為40-60s，旋涂轉(zhuǎn)速為2000r/min-4000r/min，鈣鈦礦光活性層的厚度為550-600納米；
[0087] 在本發(fā)明中，步驟(d)，若絕緣層生長(zhǎng)于鈣鈦礦光吸收層上表面，則絕緣層能夠透過(guò)可見(jiàn)光源；若絕緣層生長(zhǎng)于襯底下表面，則無(wú)需透過(guò)可見(jiàn)光源；絕緣層包括常用的SiO2，以及高K材料，包括HfO2，Y2O3，?La2O3等，包括：
[0088] (d1)利用磁控濺射工藝在鈣鈦礦光吸收層上表面或襯底下表面生長(zhǎng)?SiO2材料作為絕緣層；生長(zhǎng)鈣鈦礦光吸收層上表面絕緣層時(shí)需要采用第一掩模版
[0089] (d2)將SiO2靶材放置在射頻磁控濺射系統(tǒng)的靶位置；
[0090] (d3)將腔體抽至真空狀態(tài)(5×10-6Pa)，加熱鈣鈦礦吸收層或襯底，通入氣體Ar，調(diào)整真空腔內(nèi)壓強(qiáng)；
[0091] (d4)其中，SiO2靶材與鈣鈦礦吸收層或襯底下表面的距離為10cm，濺射功率為50W-70W，沉積時(shí)間為1-1.5h；
[0092] 在本發(fā)明中，步驟(e)，若柵電極生長(zhǎng)于鈣鈦礦光吸收層上表面，則柵電極能夠透過(guò)可見(jiàn)光源；若柵電極生長(zhǎng)于襯底下表面，則無(wú)需透過(guò)可見(jiàn)光源；柵電極包括金屬、ITO、FTO等，可以分為：
[0093] (e1)磁控濺射，包括：
[0094] (e1.1)采用第一掩模版，利用磁控濺射工藝在鈣鈦礦光吸收層上生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
[0095] (e1.1.1)以金屬材料作為靶材，以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
[0096] (e1.1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在鈣鈦礦吸收層表面濺射形成金屬柵電極金屬材料；
[0097] (e1.2)在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在鈣鈦礦光吸收層上表面與柵電極金屬材料表面處形成歐姆接觸已完成金屬柵的制備；
[0098] (e2)熱蒸鍍法，包括：
[0099] (e2.1)將第一掩模版覆蓋于襯底上，在襯底的中間部分預(yù)留出形成柵電極的溝槽，用等離子清洗劑清洗被覆蓋的襯底；
[0100] (e2.2)配置電極溶液，并將電極溶液滴于鈣鈦礦光吸收層上預(yù)留的溝槽中；
[0101] (e2.3)生長(zhǎng)柵電極：以4000rpm的速度在空氣中旋涂30秒，然后在?200℃條件下退火1小時(shí)；
[0102] 在本發(fā)明中，步驟(f)，源漏電極包括Ni、Ag、金屬、Al等，可以分為：
[0103] (f1)磁控濺射，包括：
[0104] (f1.1)采用第二掩模版，利用磁控濺射工藝在襯底上生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
[0105] (f1.1.1)以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
[0106] (f1.1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在襯底表面濺射形成源漏電極金屬材料；
[0107] (f1.2)在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在襯底上表面與源漏電極金屬材料表面處形成歐姆接觸已完成源漏電極的制備；
[0108] (f2)熱蒸鍍法，包括：
[0109] (f2.1)將第二掩模版覆蓋于襯底上，在襯底的中間部分預(yù)留出形成源漏電極的溝槽，用等離子清洗劑清洗被覆蓋的襯底；
[0110] (f2.2)配置電極溶液，并將電極溶液滴于襯底上預(yù)留的溝槽中；
[0111] (f2.3)生長(zhǎng)源漏電極：以4000rpm的速度在空氣中旋涂30秒，然后在200℃條件下退火1小時(shí)；
[0112] 本發(fā)明的晶體管采用鈣鈦礦光吸收層/傳輸層來(lái)為溝道提供相同極性光生載流子，提高了現(xiàn)有技術(shù)中的碳化硅晶體管器件的遷移率、開(kāi)關(guān)速度等其他重要參數(shù)；
[0113] 實(shí)施例二
[0114] 請(qǐng)參見(jiàn)圖4a-4b，圖4a-4b分別為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于P型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件的制備方法的截面示意圖；該晶體管器件包括：碳化硅襯底，傳輸層，鈣鈦礦光吸收層，絕緣層，柵電極，源漏電極；其中，晶體管器件由上述實(shí)施例的方法制備而成；請(qǐng)一并參見(jiàn)圖2及圖3，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一掩模版的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二掩模版的結(jié)構(gòu)示意圖；本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述，請(qǐng)參照?qǐng)D5a-5e；具體的，該方法可以包括：
[0115] 步驟a：準(zhǔn)備碳化硅襯底材料，其中體區(qū)為輕摻雜的碳化硅，厚度為?300到600微米，摻雜濃度在1015cm-3數(shù)量級(jí)，表面區(qū)為摻雜P型碳化硅外延層，厚度為100到300納米，摻雜濃度在1018cm-3數(shù)量級(jí)；
[0116] 其中，如圖5a所示，步驟a可以包括：
[0117] (a1)選取碳化硅襯底；
[0118] (a2)依次用微米級(jí)半導(dǎo)體專用洗滌劑、去離子水、丙酮、和異丙酮超聲清洗襯底并烘干；
[0119] 步驟b：在碳化硅襯底上生長(zhǎng)空穴傳輸層，空穴傳輸層包括三苯胺基材料、Spiro、P3HT等；
[0120] 優(yōu)選地，如圖5b所示，步驟b可以包括：
[0121] (b1)將FeCl3溶液、雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰溶液、4-叔丁基吡啶滴加至Spiro-0MeTAD溶液中；
[0122] (b1.1)混合溶液中Spiro-0MeTAD的摩爾濃度為42-70mM，F(xiàn)eCl3的濃度是Spiro-0MeTAD摩爾濃度的0.4-1.4倍，優(yōu)選是0.8-1倍，最優(yōu)選是0.8倍；
[0123] (b1.2)混合溶液中雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰的濃度為6-10mg/mL，、4-叔丁基吡啶的濃度為1.8-3.2％v/v；
[0124] (b1.3)FeCl3；溶液的溶劑選自乙腈、氯仿、丙酮中的至少一種
[0125] (b1.4)雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰溶液的溶劑選自乙腈、γ-丁內(nèi)酯中的至少一種；
[0126] (b1，5)Spiro-0MeTAD溶液的溶劑選自氯苯、二氯苯、乙腈中的至少一種；
[0127] (b2)將該混合溶液旋涂至襯底上，所得涂層即為空穴傳輸層；
[0128] (b2.1)該空穴傳輸層的厚度為60-160nm；
[0129] 步驟c：在傳輸層表面生長(zhǎng)鈣鈦礦光吸收層，鈣鈦礦光活性層的厚度為550-600納米；鈣鈦礦吸收層分為無(wú)機(jī)鈣鈦礦和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦，無(wú)機(jī)鈣鈦礦包括CrPbBr3、CrPbCl3、CrPbI3、CsSnBr3等；有機(jī)?-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦包括CH3NH3PbI3、CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbBr3等
[0130] 優(yōu)選地，如圖5c所示，步驟c可以包括
[0131] (c1)在無(wú)水無(wú)氧并且充滿高純氮?dú)獾沫h(huán)境下在傳輸層上旋涂形成鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；
[0132] (c2)加熱臺(tái)上烘烤5-15分鐘，加熱溫度為100-130℃；
[0133] (c3)其中旋涂時(shí)間為40-60s，旋涂轉(zhuǎn)速為2000r/min-4000r/min，
[0134] 步驟d：在鈣鈦礦吸收層上表面生長(zhǎng)絕緣層，絕緣層能夠透過(guò)可見(jiàn)光源，絕緣層包括常用的SiO2，以及高K材料，包括HfO2，Y2O3，?La2O3等；
[0135] 優(yōu)選地，如圖5d所示，步驟d可以包括
[0136] (d1)利用磁控濺射工藝，采用第一掩模版，在鈣鈦礦光吸收層上表面生長(zhǎng)SiO2材料作為絕緣層；
[0137] (d2)將SiO2靶材放置在射頻磁控濺射系統(tǒng)的靶位置；
[0138] (d3)將腔體抽至真空狀態(tài)(5×10-6Pa)，加熱鈣鈦礦吸收層，通入氣體Ar，0[0139] (d4)其中，SiO2靶材與鈣鈦礦吸收層的距離為10cm，濺射功率為?50W-70W，沉積時(shí)間為1-1.5h；
[0140] 步驟e：在絕緣層表面生長(zhǎng)柵電極，柵電極能夠透過(guò)可見(jiàn)光源，柵電極包括金屬、ITO、FTO等
[0141] 優(yōu)選地，如圖5e所示，步驟e可以包括
[0142] (e1)采用第一掩模版，利用磁控濺射工藝在絕緣層上生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
[0143] (e1.1)以金屬材料作為靶材，以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
[0144] (e1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在絕緣層表面濺射形成金屬柵電極金屬材料；
[0145] 步驟f：在碳化硅襯底表面使用第二掩模版生長(zhǎng)源漏電極，源漏電極包括Ni、Ag、金屬、Al等，最終形成基于碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件；
[0146] 優(yōu)選地，如圖5f所示，步驟f可以包括
[0147] (f1)采用第二掩模版，利用磁控濺射工藝在襯底上表面生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
[0148] (f1.1)以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
[0149] (f1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在襯底上表面濺射形成源漏電極金屬材料；
[0150] (f2)在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在襯底上表面與源漏電極金屬材料表面處形成歐姆接觸已完成源漏電極的制備；
[0151] 實(shí)施例三
[0152] 請(qǐng)參見(jiàn)圖6a-6b，圖6a-6b分別為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于P?型碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件的制備方法的截面示意圖；該晶體管器件包括：碳化硅襯底，傳輸層，鈣鈦礦光吸收層，絕緣層，柵電極，源漏電極；其中，晶體管器件由上述實(shí)施例的方法制備而成；
[0153] 請(qǐng)一并參見(jiàn)圖2及圖3，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一掩模版的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二掩模版的結(jié)構(gòu)示意圖；本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述，請(qǐng)參照?qǐng)D7a-7e；具體的，該方法可以包括：
[0154] 步驟a：準(zhǔn)備碳化硅襯底材料，其中體區(qū)為輕摻雜的碳化硅，厚度為?300到600微米，摻雜濃度在1015cm-3數(shù)量級(jí)，表面區(qū)為摻雜P型碳化硅外延層，厚度為100到300納米，摻雜濃度在1018cm-3數(shù)量級(jí)；
[0155] 其中，如圖7a所示，步驟a可以包括：
[0156] (a1)選取碳化硅襯底；
[0157] (a2)依次用微米級(jí)半導(dǎo)體專用洗滌劑、去離子水、丙酮、和異丙酮超聲清洗襯底并烘干；
[0158] 步驟b：在碳化硅襯底上生長(zhǎng)空穴傳輸層，空穴傳輸層包括三苯胺基材料、Spiro、P3HT等；
[0159] 優(yōu)選地，如圖7b所示，步驟b可以包括：
[0160] (b1)將FeCl3溶液、雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰溶液、4-叔丁基吡啶滴加至Spiro-0MeTAD溶液中；
[0161] (b1.1)混合溶液中Spiro-0MeTAD的摩爾濃度為42-70mM，F(xiàn)eCl3的濃度是Spiro-0MeTAD摩爾濃度的0.4-1.4倍，優(yōu)選是0.8-1倍，最優(yōu)選是0.8倍；
[0162] (b1.2)混合溶液中雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰的濃度為6-10mg/mL，、4-叔丁基吡啶的濃度為1.8-3.2％v/v；
[0163] (b1.3)FeCl3；溶液的溶劑選自乙腈、氯仿、丙酮中的至少一種
[0164] (b1.4)雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰溶液的溶劑選自乙腈、γ-丁內(nèi)酯中的至少一種；
[0165] (b1，5)Spiro-0MeTAD溶液的溶劑選自氯苯、二氯苯、乙腈中的至少一種；
[0166] (b2)將該混合溶液旋涂至襯底上，所得涂層即為空穴傳輸層；
[0167] (b2.1)該空穴傳輸層的厚度為60-160nm；
[0168] 步驟c：在傳輸層表面生長(zhǎng)鈣鈦礦光吸收層，鈣鈦礦光活性層的厚度為550-600納米；鈣鈦礦吸收層分為無(wú)機(jī)鈣鈦礦和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦，無(wú)機(jī)鈣鈦礦包括CrPbBr3、CrPbCl3、CrPbI3、CsSnBr3等；有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦包括CH3NH3PbI3、CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbBr3等
[0169] 優(yōu)選地，如圖7c所示，步驟c可以包括：
[0170] (c1)在無(wú)水無(wú)氧并且充滿高純氮?dú)獾沫h(huán)境下在傳輸層上89旋涂形成鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；
[0171] (c2)加熱臺(tái)上烘烤5-15分鐘，加熱溫度為100-130℃；
[0172] (c3)其中旋涂時(shí)間為40-60s，旋涂轉(zhuǎn)速為2000r/min-4000r/min，
[0173] 步驟d：在襯底下表面生長(zhǎng)絕緣層，絕緣層無(wú)需透過(guò)可見(jiàn)光源，絕緣層包括常用的SiO2，以及高K材料，包括HfO2，Y2O3，La2O3等；
[0174] 優(yōu)選地，如圖7d所示，步驟d可以包括
[0175] (d1)利用磁控濺射工藝在襯底下表面生長(zhǎng)SiO2材料作為絕緣層；
[0176] (d2)將SiO2靶材放置在射頻磁控濺射系統(tǒng)的靶位置；
[0177] (d3)將腔體抽至真空狀態(tài)(5×10-6Pa)，加熱襯底，通入氣體Ar，調(diào)整真空腔內(nèi)壓強(qiáng)；
[0178] (d4)其中，SiO2靶材與襯底下表面的距離為10cm，濺射功率為50W-70W，沉積時(shí)間為1-1.5h；
[0179] 步驟e：在絕緣層表面生長(zhǎng)柵電極，柵電極無(wú)需透過(guò)可見(jiàn)光源，柵電極包括金屬、ITO、FTO等
[0180] 優(yōu)選地，如圖7e所示，步驟e可以包括
[0181] (e1)利用磁控濺射工藝在襯底下表面生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
[0182] (e1.1)以金屬材料作為靶材，以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
[0183] (e1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在絕緣層表面濺射形成金屬柵電極金屬材料；
[0184] 步驟f：在碳化硅襯底上表面使用第二掩模版生長(zhǎng)源漏電極，源漏電極包括Ni、Ag、金屬、Al等，最終形成基于碳化硅/鈣鈦礦傳輸層異質(zhì)結(jié)的晶體管器件；
[0185] 優(yōu)選地，步驟f可以包括(f1)采用第二掩模版，利用磁控濺射工藝在襯底上生長(zhǎng)柵電極金屬材料，包括：
[0186] (f1.1)以氬氣作為濺射氣體通入濺射腔體中；
[0187] (f1.2)在工作功率60-80W，真空度5×10-4-6×10-3Pa的條件下，在襯底表面濺射形成源漏電極金屬材料；
[0188] (f2)在氮?dú)夂蜌鍤獾臍夥障?，利用快速熱退火工藝在襯底上表面與源漏電極金屬材料表面處形成歐姆接觸已完成源漏電極的制備；
[0189] 本發(fā)明將鈣鈦礦/空穴傳輸層結(jié)構(gòu)加入到P型SiC晶體管的柵極和溝道之間，可以實(shí)現(xiàn)如下功能：在施加某一方向柵壓的情況下，開(kāi)啟溝道同時(shí)由鈣鈦礦層向溝道注入大量的P型載流子，從而提高P型?SiC晶體管的遷移率、開(kāi)關(guān)速度等重要參數(shù)；在施加反方向柵壓的情況下，鈣鈦礦不再向溝道注入P型載流子，直至溝道被夾斷。
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