[发明专利]一种石墨烯室温太赫兹波探测器及制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯太赫兹波探测器，包括石墨烯(1)、对数周期天线(2)、引 线电极(3)、蓝宝石衬底(4)，其特征在于：

所述太赫兹波探测器在蓝宝石衬底(4)上蒸镀对数周期天线(2)结构以 及引线电极(3)，太赫兹波耦合对数周期天线(2)两边分别与对应的引线电 极(3)相连，在对数周期天线(2)间距中转移具有载流子浓度10¹¹～10¹⁴cm^-2可调和高迁移率1000～10000cm²V^-1s^-1的石墨烯(1)导电沟道，保证石墨烯(1) 与两边对数周期天线2互连；

所述的蓝宝石衬底(4)的厚度为0.5～1mm；

所述的对数周期天线(2)的尺寸为：外半径1～2mm，厚度100～200nm；

所述的引线电极3的厚度为200～400nm；

所述的导电沟道长度为6～80um。

2.一种制备如权利要求1所述一种石墨烯太赫兹波探测器件的方法，其特 征在于包括以下步骤：

1)首先将蓝宝石衬底进行表面清洗，并通过切割技术将衬底和铜片上生长 的石墨烯切成小样品；

2)使用紫外光刻、电子束蒸发法及lift-off剥离工艺制备对数周期天线结构 和引线电极，包括沟道、紫外光刻的对准标记以及电子束光刻对准标记；

3)将铜片上生长的石墨烯，通过FeCl₃溶液刻蚀法，刻蚀铜片衬底约24h， 然后在体积比约1/10的稀释盐酸和去离子水混合溶液中清洗覆盖PMMA石墨 烯薄膜，清洗完，将覆盖PMMA的石墨烯薄膜转移到具有天线结构的蓝宝石衬 底上，阴干约4h，在丙酮中静置20～25min去除PMMA，最后，在60～80℃的 温度条件下烘干20～25min；

4)利用紫外光刻和O₂离子刻蚀法，刻蚀长度约6～80um石墨烯导电沟道， 并在体积比约1/5氢气和氮气混合气体下进行约300℃高温退火处理，去除石墨 烯残留的光刻胶和水，形成良好的欧姆接触；

5)通过紫外光刻、电子束蒸发和剥离工艺制备300～400nm加厚电极；

6)最后，采用正规的半导体封装技术，对器件进行封装。