[发明专利]可见光波段的集成石墨烯二硫化钼的光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种可见光波段的基于氮化硅波导集成石墨烯二硫化钼的光电探测器，其特征在于，包括单晶硅衬底、二氧化硅介质层、氮化硅波导层、SU8波导、连续的二硫化钼层、连续的石墨烯层、金属电极；单晶硅衬底的表面沉积二氧化硅介质层，二氧化硅介质层的表面为氮化硅波导层，SU8波导位于氮化硅波导层的两端之上，连续的二硫化钼层平铺于氮化硅波导层之上，与二氧化硅介质层接触，连续的石墨烯层平铺于连续的二硫化钼层之上；金属电极位于氮化硅波导层两侧，与连续的石墨烯层接触；所述的连续的石墨烯层厚度为0.5nm～2nm或者/和面积为1～9㎝²，所述的连续的二硫化钼层厚度为0.5～2nm或者/和面积为1～2㎝²。

2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述的连续的二硫化钼层和连续的石墨烯层均为单层。

3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述的金属电极的材料为钛和金。

4.根据权利要求3所述的光电探测器，其特征在于，所述的金属电极中钛厚度为5～15nm，金的厚度为185～195nm。

5.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述的氮化硅波导层的厚度为150～170nm；宽度为350～450nm。

6.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述SU8波导的厚度为0.9～1.1um；宽度为0.9～1.1um。

7.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述的二氧化硅介质层的厚度为1.6～2um；生长温度为300摄氏度。

8.根据权利要求1～7任意一项所述一种可见光波段的基于氮化硅波导集成石墨烯二硫化钼的光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

1)在单晶硅衬底的表面利用化学气相沉积在300摄氏度的环境中生长一层二氧化硅介质层，二氧化硅的厚度为1.6～2um，单晶硅基底的厚度为500～550um，形成单晶硅-二氧化硅复合材料；

2)在所述步骤(1)得到的单晶硅-二氧化硅复合材料的表面利用化学气相沉积在300摄氏度的环境中生长一层厚度为150nm-170nm的氮化硅层，形成单晶硅-二氧化硅-氮化硅复合材料；

3)在所述步骤(2)得到的单晶硅-二氧化硅-氮化硅复合材料中对氮化硅进行刻蚀，得到氮化硅波导层；

4)利用湿法转移的方法依次将连续单层的二硫化钼、石墨烯转移至所述步骤(3)得到的氮化硅波导层上，形成薄膜和波导的组合结构，连续的单层石墨烯的厚度为0.2～0.5nm，连续的单层二硫化钼的厚度为0.6～1.2nm；

5)在所述步骤(4)得到的组合结构上旋涂一层SU8电子胶，利用电子束光刻，制作成SU8波导；

6)在所述步骤(5)得到的结构中利用光刻技术制作出电极区域，利用电子束蒸镀，镀上钛和金电极，得到二硫化钼和石墨烯混合机构的光电探测器。