[发明专利]一种基于超短沟道石墨烯的光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于超短沟道石墨烯的光电探测器，其特征在于，该器件从下往上依次包括：绝缘衬底；建立在所述绝缘衬底上的金属电极，该金属电极包括金属大电极和亚10纳米沟道电极，用于测试时探针接触的金属大电极与决定沟道线宽的沟道电极相连接；覆盖所述沟道电极的石墨烯导电沟道层；位于所述导电沟道上方的半导体吸光层。

2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述绝缘衬底包括：带有二氧化硅层的硅片。

3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述金属电极中的金属大电极包括：铬/金、铬/银、铬/铝，其中，铬位于绝缘衬底之上，金、银、铝薄膜位于铬之上。

4.根据权利要求3所述的光电探测器，其特征在于，所述金属电极中的金属大电极中铬的厚度为10nm，金、银、铝薄膜的厚度为100-150nm。

5.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述金属电极中的亚10纳米沟道电极材料包括：金、银。金、银的厚度为5-10nm。对此沟道电极进行图形化，实现亚10纳米的电极间距。

6.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述石墨烯导电沟道层的层数为1-3。

7.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述半导体吸光层包括：硫化镉、钙钛矿、硫化铅、硒化铅。

8.一种基于超短沟道石墨烯的光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在衬底表面沉积金属形成金属电极；

(2)石墨烯薄膜的制备、转移及图形化；

(3)在所述石墨烯层上设置半导体吸光层。

9.根据权利要求8所述光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的金属电极形成包括：通过电子束蒸镀得到金属大电极，基于双层胶剥离工艺进行结构化，首先旋涂双层光刻胶，曝光显影留下胶结构，然后蒸镀沉积金属薄膜，使用丙酮去除光刻胶，光刻胶表面的金属薄膜一并剥离掉，最终形成金属大电极。采用溅射法制备超薄金属，基于pA级小束流聚焦氦离子束加工技术实现亚10纳米的电极间距，最终形成沟道电极。

10.根据权利要求8所述光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：利用化学气相沉积法在铜上制备石墨烯，通过PMMA将石墨烯从铜箔转移至硅/二氧化硅/金属目标衬底，采用双层胶工艺图形化石墨烯。