[发明专利]一种增强型石墨烯‑硅异质结光电探测芯片及其制备方法

摘要

本发明公开了石墨烯‑硅异质结光电探测芯片及其制备方法，探测芯片包括硅衬底；框形SiO2绝缘层，位于硅衬底周围边界；界面钝化层，位于硅衬底之上；石墨烯层，位于界面钝化层之上；金属纳米结构层，位于石墨烯层之上。通过在芯片结构中引入金属纳米结构，一方面，利用金属纳米结构的局域表面等离激元共振特性，可显著提升石墨烯/硅异质结的光吸收效率，提升器件的光响应度和线性光响应范围；另一方面，利用金属纳米结构在光激发下超快的光电转换过程，可显著提升芯片的光谱响应速率和频率特性；此外，利用不同材质、尺寸金属纳米颗粒具有的不同光谱共振特性，可显著改善探测芯片的特定光谱增强特性。

主权项

增强型石墨烯硅‑异质结光电探测芯片的制作方法，包括步骤：S1.提供具有N型掺杂的硅衬底；S2.在所述的N型硅衬底表面生长一层SiO2绝缘层；S3.通过光刻方法和刻蚀液体，在衬底上表面腐蚀部分SiO2绝缘层，制备出具有窗口区域裸露的N型硅；S4.在衬底上表面生长或转移界面钝化层；S5.在衬底上表面转移具有金属纳米结构修饰的石墨烯层；S6.在衬底下表面和衬底上表面未刻蚀SiO2层的区域蒸镀金属电极。