[发明专利]一种混合结构的石墨烯硅基雪崩光电探测器及制备方法

摘要

本发明公开了一种混合结构的石墨烯硅基雪崩光电探测器及制备方法，所述雪崩光电探测器包括n型硅衬底、二氧化硅隔离层、二氧化硅窗口、二氧化硅岛、二氧化硅绝缘层、顶电极、石墨烯薄膜和底电极。本发明以石墨烯作为有源层和透明电极，石墨烯与硅接触形成肖特基结；石墨烯覆盖在二氧化硅岛的上表面与硅衬底形成金属/氧化层/半导体结构。该探测器的总电流为肖特基结和MOS结构产生的电流之和，这两种机制产生的光生载流子与硅晶格产生碰撞离子化，获得很高的增益。本发明采用的制备工艺简单，成本低廉，具有响应度高，响应速度快，内部增益大，开关比小，易于集成的特点。

主权项

一种混合结构的石墨烯硅基雪崩光电探测器，其特征在于，包括：n型硅衬底(1)、二氧化硅隔离层(2)、二氧化硅窗口(3)、二氧化硅绝缘层(4)、二氧化硅岛(5)、顶电极(6)、石墨烯薄膜(7)和底电极(8)；其中，所述n型硅衬底(1)的上表面覆盖二氧化硅隔离层(2)，在二氧化硅隔离层(2)上开有环状二氧化硅窗口(3)，使二氧化硅隔离层(2)形成中间具有圆形二氧化硅岛(5)的凹形槽结构，在二氧化硅隔离层(2)的上表面覆盖一环状顶电极(6)，顶电极(6)的内侧壁与二氧化硅窗口(3)的外侧壁相对应，在二氧化硅窗口(3)与n型硅衬底(1)交界处覆盖二氧化硅绝缘层(4)；在二氧化硅隔离层(2)和顶电极(6)开口的内侧壁、顶电极(6)的上表面和二氧化硅绝缘层(4)的上表面覆盖石墨烯薄膜(7)，顶电极(6)上表面石墨烯薄膜(7)的覆盖范围小于顶电极(5)的边界；在n型硅衬底(1)下表面设置底电极(8)。