CN115579417A - 基于trans-diode模式的薄膜探测器及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于trans‑diode模式的薄膜探测器及制备方法，包括：第一衬底层；第二衬底层；薄膜层；源电极；漏电极；介质层和栅电极。第二衬底层设置在第一衬底层上方；薄膜层设置在第二衬底层上方；源电极和漏电极设置在薄膜层上方，与薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触；在源电极和漏电极之间的薄膜层中形成导电沟道；介质层设置在源电极、导电沟道和漏电极上方；栅电极设置在介质层和源电极上方，栅电极和源电极导通。在基于本发明提供的光电探测器结构下，源电极和薄膜层之间形成固定的肖特基势垒，有效抑制暗电流，同时具备类似二极管的整流特性，极大提升光电探测性能和稳定性。

Description

基于trans-diode模式的薄膜探测器及制备方法
技术领域
本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种基于trans-diode模式的薄膜探测器及制备方法。
背景技术
随着光子学的发展，其应用领域越来越广泛，如激光雷达、陀螺仪、生物传感器和光谱仪等等。近些年发展起来的薄膜材料以其优异的光学和电学特性，被证实在电路、光电子学领域有巨大的应用潜力。
现有技术中，基于薄膜材料的光电探测器大部分为基于PN结和肖特基势垒的两端器件结构，虽然具有响应度高、速度快等优势，但受限于材料半导体性能的影响，普遍存在较大暗电流、探测率低的问题。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供了一种基于trans-diode模式的薄膜探测器及制备方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有技术中光电探测器存在较大暗电流、探测率低的问题。
一方面，本发明提供了一种基于trans-diode模式的薄膜探测器，其特征在于，包括：
第一衬底层；
第二衬底层，所述第二衬底层设置在所述第一衬底层上方，所述第二衬底层为绝缘材料制成；
薄膜层，所述薄膜层设置在所述第二衬底层上方；
源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极设置在所述薄膜层上方，分别与所述薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触；在所述源电极和所述漏电极之间的薄膜层中形成导电沟道；
介质层，所述介质层设置在所述源电极、所述导电沟道和所述漏电极上方；
栅电极，所述栅电极设置在所述介质层和所述源电极上方，所述栅电极和所述源电极导通。
在本发明的一些实施例中，所述第一衬底层的衬底材料选用硅；所述第二衬底层的衬底材料选用二氧化硅。
在本发明的一些实施例中，所述薄膜层的薄膜材料选用二维材料或半导体薄膜材料。
在本发明的一些实施例中，所述薄膜层的薄膜材料选用碳纳米管。
在本发明的一些实施例中，所述栅电极的材料选用氧化铟锡。
本发明还提供一种基于trans-diode模式薄膜探测器的制备方法，其特征在于，该方法用于制备如上文中所述基于trans-diode模式的薄膜探测器，所述方法包括以下步骤：
获取第一衬底层；
在所述第一衬底层上生长第二衬底层；
采用预设沉积方法将预设半导体材料沉积在所述第二衬底层上得到薄膜层；
采用电子束曝光方法在所述薄膜层上曝光出源电极和漏电极的预设区域，在所述源电极和所述漏电极的预设区域上采用电子束蒸镀方法沉积第一预设金属材料，得到所述源电极和所述漏电极，所述源电极、所述漏电极分别与所述薄膜层实现肖特基接触；所述薄膜层在所述源电极和所述漏电极之间的部分形成导电沟道；
在所述源电极、所述漏电极和所述导电沟道上采用电子束曝光方法曝光出介质层的预设区域，在所述介质层的预设区域上对预设绝缘材料采用原子层沉积方法进行沉积，得到所述介质层；并将所述介质层作为晶体管的栅介质；
在所述介质层和所述源电极上采用电子束曝光方法曝光出栅电极的预设区域，在所述栅电极的预设区域上采用电子束蒸镀方法沉积第二预设金属材料，得到所述栅电极；所述栅电极和所述源电极导通。
在本发明的一些实施例中，采用预设沉积方法将预设半导体材料沉积在所述第二衬底层上得到薄膜层，所述预设半导体材料选用碳纳米管，所述预设沉积方法采用电泳沉积法、干法转移方法或湿法转移方法。
在本发明的一些实施例中，在所述介质层的预设区域上对预设绝缘材料采用原子层沉积方法进行沉积，得到所述介质层，还包括：
在所述介质层的预设区域上沉积纳米级厚度的金属后进行高温氧化，得到所述介质层；所述预设绝缘材料选用氧化铪或氧化钇。
在本发明的一些实施例中，所述第一预设金属材料至少包括钯、钛和金中一种或多种组合；所述第二预设金属材料选用氧化铟锡。
在本发明的一些实施例中，所述介质层的预设区域部分覆盖所述源电极，所述栅电极直接生长在所述源电极未被覆盖的部分以及部分导电沟道区域表面。
本发明的有益效果至少是：
本发明提供一种基于trans-diode模式的薄膜探测器及制备方法，包括：在半导体薄膜层上生长源电极和漏电极，源电极和漏电极分别与薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触；在源电极和栅介质上生长栅电极，源电极和栅电极短接，形成类似二极管结构，通过栅电极和源电极共同控制，使得源电极与薄膜层之间形成固定高度的肖特基势垒，有效抑制载流子迁移，从而抑制暗电流；同时具备类似二极管的整流特性，极大提升了光电探测性能和稳定性。
进一步的，薄膜层具备易调控的特征，在基于trans-diode模式的薄膜探测器的制备方法中，可以通过调整栅介质的厚度有效调控源电极与薄膜层之间肖特基势垒的宽度；通过调整栅电极的材料有效调控源电极与薄膜层之间肖特基势垒的高度，由此满足特定需求和/或特定场景的应用，具备普遍适用性。
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例中基于trans-diode模式的薄膜探测器的结构示意图。
图2为本发明一实施例中基于trans-diode模式的薄膜探测器在不同状态下的能带示意图。
图3为本发明一实施例中基于trans-diode模式薄膜探测器的制备方法的步骤示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
这里需要强调的是，在下文中提及的各步骤标记并不是对各步骤先后顺序的限定，而应当理解为可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
为了解决现有技术中光电探测器存在较大暗电流、探测率低的问题，本发明提供一种基于trans-diode模式的薄膜探测器，包括：
第一衬底层。
第二衬底层；第二衬底层设置在第一衬底层上方，第二衬底层为绝缘材料制成。
薄膜层；薄膜层设置在第二衬底层上方。
源电极和漏电极；源电极和漏电极设置在薄膜层上方，分别与薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触；在源电极和漏电极之间的薄膜层中形成导电沟道。
介质层；介质层设置在源电极、导电沟道和漏电极上方。
栅电极；栅电极设置在介质层和源电极上方，栅电极和源电极导通。
具体的，如图1所示，薄膜探测器包括：第一衬底层1；第二衬底层2；薄膜层3；源电极和漏电极4；介质层5；栅电极6。其中，源电极和漏电极统一标记为4，在图1中，靠近左侧的为漏电极，靠近右侧的与栅电极连接的为源电极。
在一些实施例中，第一衬底层的衬底材料采用硅材料；第二衬底层的衬底材料采用二氧化硅材料。
在一些实施例中，第二衬底层是由第一衬底层的硅衬底通过热氧化方法生成二氧化硅形成。
硅是集成电路产业的基础，半导体材料中98％是硅材料。硅衬底是目前价格最便宜、可获得尺寸最大、器件工艺较成熟的半导体材料；半导体是薄膜工艺，要在硅衬底上生长外延层，在外延层中做器件，选用硅材料的衬底，保证生长的外延层的方向和衬底一致，进而保证了结构的致密性和稳定性。
薄膜层的薄膜材料选用二维材料或半导体薄膜材料。
在一些实施例中，薄膜材料选用碳纳米管。碳纳米管薄膜是经过一定方法，填充自由排列的碳纳米管阵列形成的二维碳纳米管网络结构。碳纳米管薄膜具有柔韧、透明、导电等特点，化学性质稳定。
在薄膜层表面沉积金属电极作为晶体管的源电极和漏电极，在一些实施例中，源电极和漏电极的材料选用钯、钛或金等金属材料。在源电极和漏电极之间，在半导体薄膜层中产生导电沟道。
源电极和漏电极与薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触，形成肖特基势垒。其中，肖特基接触是指金属和半导体材料相接触的时候，在界面处半导体的能带弯曲，形成肖特基势垒。欧姆接触在半导体与金属接触时，同样会形成势垒层，但当半导体掺杂浓度很高时，电子可借隧道效应穿过势垒。
在源电极、漏电极和导电沟道上方生长介质层作为晶体管的栅介质。栅介质设置在栅电极下方，用来隔离栅电极和导电沟道。在一些实施例中，栅介质的材料为氧化铪或氧化钇等氧化物材料。
现有技术中，栅介质的材料多采用二氧化硅。随着晶体管的尺寸缩小，二氧化硅介质要求必须越来越薄，导致芯片的漏电，栅控变差，等一系列问题，示例性的，漏电流的数值会因为量子效应的影响随着二氧化硅介质厚度的较小而急剧升高，因此本发明中栅介质的材料采用氧化铪或氧化钇。示例性的，二氧化铪是一种具有较高的介电常数值、较大的禁带宽度、良好的稳定性的氧化物，选用二氧化铪可以很好解决传统二氧化硅结构的尺寸极限问题。
在靠近源电极的部分栅介质和全部源电极上沉积金属作为栅电极，在一些实施例中，栅电极的材料选用氧化铟锡。氧化铟锡是一种透明导电氧化物，具有良好的导电性和光学性能。作为透明电极时，具有比普通金属材料更好的透光性；氧化铟锡可通过调节生长时o2功率以及厚度，使其半导体性和金属性相互转换，在器件制备过程中减少所需材料，工艺容易实现，也大大降低了交叉污染的可能性。
晶体管的栅电极与源电极短接，形成了类似二极管的结构，具备整流特性。基于上文所述的源电极和漏电极分别与薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触，形成肖特基势垒，在形成的类二极管结构后，栅电极与源电极之间通过短接共同调控并固定源电极与薄膜层之间的肖特基势垒，使源电极与薄膜层之间保持较高的肖特基势垒，以有效抑制载流子迁移，从而抑制暗电流，同时在晶体管的基础上实现了二极管的整流特性。
在特定需求和/或特定应用场景下，通过调整栅电极材料与栅介质的厚度，可以在一定程度上调整源电极与薄膜层之间肖特基势垒的高度和宽度。
示例性的，源电极和漏电极选用钯(Pd)材料，源电极、漏电极分别与薄膜层实现欧姆接触，如图2所示，为相应薄膜探测器工作在不同偏压下的能带示意图，展示了薄膜探测器在不同偏压下的工作原理，其中，不同偏压对应了二极管输出曲线的不同位置。
具体的，Ⅰ区表示漏电极与薄膜层接触区的导电沟道能带，Ⅱ区表示栅电极控制下的导电沟道能带，Ⅲ区表示源电极和栅电极共同控制下的导电沟道能带。图2(A)为薄膜探测器关闭(开启电压为0)状态下的能带示意图；图2(B)为薄膜探测器开启电压正好等于阈值电压状态下的能带示意图；图2(C)为薄膜探测器开启(开启电压大于阈值电压)状态下的能带示意图。对比三幅图后，可以清晰地观察到，本发明薄膜探测器不论处于何种状态，源电极和栅电极共同控制下的导电沟道能带，即源电极与薄膜层之间均存在一个固定的较高的肖特基势垒，有效抑制载流子迁移，实现抑制暗电流的功能。
进一步的，基于特定需求和/或特定应用场景，本发明提供的薄膜探测器的源电极、漏电极、导电沟道、栅介质和栅电极的材料以及宽度、厚度等尺寸均可作相应调整，具体的实现方式在下文薄膜探测器的制备方法中作详细说明。
具体的，在晶体管的栅电极与源电极短接，形成了类似二极管结构的基础下，调整栅介质的厚度可以调整源电极和栅电极共同控制下的导电沟道能带的宽度，即调整源电极与薄膜层之间肖特基势垒的宽度；调整栅电极的材料(即调整栅电极的功函数)可以调整栅电极控制下的导电沟道能带的费米能级，进而调整源电极和栅电极共同控制下的导电沟道能带的高度差，即调整源电极与薄膜层之间肖特基势垒的高度；调整栅电极覆盖导电沟道的宽度可以调整栅电极控制下的导电沟道能带的宽度，调整相应的电流特性，以满足特定需求和/或特定场景的应用，由此实现了trans-diode模式。
相应地，trans-diode模式是指本发明中在晶体管的栅电极与源电极短接，形成了类似二极管结构的基础下，调整薄膜探测器内各组成物的尺寸，进而调整相应特性，以满足满足特定需求和/或特定场景的应用的操作。
同时，本发明提供的薄膜探测器没有对源电极和漏电极进行特殊限定，可根据器件使用目的构建肖特基接触或者欧姆接触。示例性的，当器件进行探测时，暗电流的存在会产生噪声，对信号电流有严重的干扰作用，此时通过欧姆接触，形成相应的肖特基势垒，有效抑制暗电流，使得探测结果更为精确。
本发明还提供基于trans-diode模式薄膜探测器的制备方法，如图3所示，该方法包括以下步骤S101～:106：
步骤S101：获取第一衬底层。
步骤S102：在第一衬底层上生长第二衬底层。
步骤S103：采用预设沉积方法将预设半导体材料沉积在第二衬底层上得到薄膜层。
步骤S104：采用电子束曝光方法在薄膜层上曝光出源电极和漏电极的预设区域，在源电极和漏电极的预设区域上采用电子束蒸镀方法沉积第一预设金属材料，得到源电极和漏电极；薄膜层在源电极和漏电极之间的部分形成导电沟道。
步骤S105：在源电极、漏电极和导电沟道上采用电子束曝光方法曝光出介质层的预设区域，在介质层的预设区域上对预设绝缘材料采用原子层沉积方法进行沉积，得到介质层；并将介质层作为晶体管的栅介质。
步骤S106：在介质层和源电极上采用电子束曝光方法曝光出栅电极的预设区域，在栅电极的预设区域上采用电子束蒸镀方法沉积第二预设金属材料，得到栅电极；栅电极和源电极导通。
在步骤S101和步骤S102中，第一衬底层的衬底材料可以采用硅材料，第二衬底层的衬底材料可以采用二氧化硅材料。第二衬底层由第一衬底层的硅衬底通过热氧化方法生成二氧化硅形成。
在步骤S103中，采用预设沉积方法将预设半导体材料沉积在第二衬底层上得到薄膜层，其中，预设半导体材料可以选用二维材料或半导体薄膜材料，具体的，可以选用碳纳米管；预设沉积方法采用电泳沉积法、干法转移方法或湿法转移方法。
示例性的，预设半导体材料选用碳纳米管，预设沉积方法选用电泳沉积法。电泳沉积法是一种工艺简洁、低能耗、低成本的薄膜制备工艺。基于电泳技术的碳纳米管薄膜具有对衬底类型和形状要求低、常温操作等优势，尤其适宜在复杂不规则衬底和低熔点材料上应用。具体的，碳纳米管薄膜的制备方法可分为电泳过程和沉积过程两部分，电泳过程：在恒定电场作用下，吸附带电微粒的碳纳米管在特定电泳液中向某一电极发生定向移动；沉积过程：碳纳米管在电极表面不断累积，最终沉积成致密均匀的薄膜材料。
在步骤S104中，在源电极和漏电极的预设区域上采用电子束蒸镀方法沉积第一预设金属材料，电子束蒸镀是物理气相沉积的一种。与传统蒸镀方式不同，电子束蒸镀利用电磁场的配合可以精准地实现利用高能电子轰击坩埚内靶材，使之融化进而沉积在基片上。
在一些实施例中，源电极和漏电极的材料，即第一预设金属材料选用钯材料，还可以选用钛材料或金材料等金属材料。
在一些实施例中，可以基于源电极和漏电极的金属材料选用其他适宜的沉积方法。
在该步骤中，源电极和漏电极与薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触。
在步骤S105中，在介质层的预设区域上对预设绝缘材料采用原子层沉积方法进行沉积，原子层沉积是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。在原子层沉积过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使每次反应只沉积一层原子。该方法满足了微电子、深亚微米芯片等技术发展所追求的器件、材料尺寸不断降低的需求，将材料薄膜的厚度降低至几个纳米数量级。
在一些实施例中，不采用原子层沉积方法时，可以在介质层的预设区域上沉积纳米级厚度的金属后进行高温氧化，同样可以得到满足厚度需求的介质层。
在一些实施例中，预设绝缘材料选用氧化铪或氧化钇等金属氧化物材料。
在步骤S106中，在栅电极的预设区域上采用电子束蒸镀方法沉积第二预设金属材料，电子束蒸镀方法与步骤S104中描述的内容一致。
在一些实施例中，可以基于栅电极的材料选用其他适宜的沉积方法。
在一些实施例中，第二预设金属材料选用氧化铟锡。
最终栅电极覆盖在部分栅介质和全部源电极上，使得栅电极和源电极短接，形成类似二极管的结构。基于上文所述的源电极和漏电极与薄膜层实现肖特基接触，形成肖特基势垒，在形成的类二极管结构后，栅电极与源电极之间通过短接共同调控并固定源电极与薄膜层之间的肖特基势垒，使源电极与薄膜层之间保持较高的肖特基势垒，以有效抑制载流子迁移，从而抑制暗电流。
对应于上文所述的trans-diode模式，当在晶体管的栅电极与源电极短接，形成了类似二极管结构的基础下，需要调整薄膜探测器内各组成物的尺寸时，只需在步骤S105和/或步骤S106中采用电子束曝光时，对相应组成物的尺寸进行修改。示例性的，在步骤S105中，通过调整栅介质的厚度，就可以调整源电极和栅电极共同控制下的导电沟道能带宽度，即调整源电极与薄膜层之间肖特基势垒的宽度；在步骤S106中，通过调整栅电极覆盖导电沟道的宽度，就可以调整栅电极控制下的导电沟道能带的宽度。同时，还可以通过调整栅电极的材料(即调整栅电极的功函数)调整栅电极控制下的导电沟道能带的费米能级，进而调整源电极和栅电极共同控制下的导电沟道能带的高度差，即调整源电极与薄膜层之间肖特基势垒的高度，由此实现了trans-diode模式，以满足特定需求和/或特定场景的应用。
综上所述，本发明提供一种基于trans-diode模式的薄膜探测器及制备方法，包括：在半导体薄膜层上生长源电极和漏电极，源电极和漏电极分别与薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触；在源电极和栅介质上生长栅电极，源电极和栅电极短接，形成类似二极管结构，通过栅电极和源电极共同控制，使得源电极与薄膜层之间形成固定高度的肖特基势垒，有效抑制载流子迁移，从而抑制暗电流；同时具备类似二极管的整流特性，极大提升了光电探测性能和稳定性。
进一步的，薄膜层具备易调控的特征，在基于trans-diode模式的薄膜探测器的制备方法中，可以通过调整栅介质的厚度有效调控源电极与薄膜层之间肖特基势垒的宽度；通过调整栅电极的材料有效调控源电极与薄膜层之间肖特基势垒的高度，由此满足特定需求和/或特定场景的应用，具备普遍适用性。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于trans-diode模式的薄膜探测器，其特征在于，包括：
第一衬底层；
第二衬底层，所述第二衬底层设置在所述第一衬底层上方，所述第二衬底层为绝缘材料制成；
薄膜层，所述薄膜层设置在所述第二衬底层上方；
源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极设置在所述薄膜层上方，分别与所述薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触；在所述源电极和所述漏电极之间的薄膜层中形成导电沟道；
介质层，所述介质层设置在所述源电极、所述导电沟道和所述漏电极上方；
栅电极，所述栅电极设置在所述介质层和所述源电极上方，所述栅电极和所述源电极导通。
2.根据权利要求1所述的基于trans-diode模式的薄膜探测器，其特征在于，所述第一衬底层的衬底材料选用硅；所述第二衬底层的衬底材料选用二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的基于trans-diode模式的薄膜探测器，其特征在于，所述薄膜层的薄膜材料选用二维材料或半导体薄膜材料。
4.根据权利要求3所述的基于trans-diode模式的薄膜探测器，其特征在于，所述薄膜层的薄膜材料选用碳纳米管。
5.根据权利要求1所述的基于trans-diode模式的薄膜探测器，其特征在于，所述栅电极的材料选用氧化铟锡。
6.一种基于trans-diode模式薄膜探测器的制备方法，其特征在于，该方法用于制备如权利要求1至5任意一项所述基于trans-diode模式的薄膜探测器，所述方法包括以下步骤：
获取第一衬底层；
在所述第一衬底层上生长第二衬底层；
采用预设沉积方法将预设半导体材料沉积在所述第二衬底层上得到薄膜层；
采用电子束曝光方法在所述薄膜层上曝光出源电极和漏电极的预设区域，在所述源电极和所述漏电极的预设区域上采用电子束蒸镀方法沉积第一预设金属材料，得到所述源电极和所述漏电极，所述源电极、所述漏电极分别与所述薄膜层实现肖特基接触或欧姆接触；所述薄膜层在所述源电极和所述漏电极之间的部分形成导电沟道；
在所述源电极、所述漏电极和所述导电沟道上采用电子束曝光方法曝光出介质层的预设区域，在所述介质层的预设区域上对预设绝缘材料采用原子层沉积方法进行沉积，得到所述介质层；并将所述介质层作为晶体管的栅介质；
在所述介质层和所述源电极上采用电子束曝光方法曝光出栅电极的预设区域，在所述栅电极的预设区域上采用电子束蒸镀方法沉积第二预设金属材料，得到所述栅电极；所述栅电极和所述源电极导通。
7.根据权利要求6所述的基于trans-diode模式薄膜探测器的制备方法，其特征在于，采用预设沉积方法将预设半导体材料沉积在所述第二衬底层上得到薄膜层，所述预设半导体材料选用碳纳米管，所述预设沉积方法采用电泳沉积法、干法转移方法或湿法转移方法。
8.根据权利要求6所述的基于trans-diode模式薄膜探测器的制备方法，其特征在于，在所述介质层的预设区域上对预设绝缘材料采用原子层沉积方法进行沉积，得到所述介质层，还包括：
在所述介质层的预设区域上沉积纳米级厚度的金属后进行高温氧化，得到所述介质层；所述预设绝缘材料选用氧化铪或氧化钇。
9.根据权利要求6所述的基于trans-diode模式薄膜探测器的制备方法，其特征在于，所述第一预设金属材料至少包括钯、钛和金中一种或多种组合；所述第二预设金属材料选用氧化铟锡。
10.根据权利要求6所述的基于trans-diode模式薄膜探测器的制备方法，其特征在于，所述介质层的预设区域部分覆盖所述源电极，所述栅电极直接生长在所述源电极未被覆盖的部分以及部分导电沟道区域表面。
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