基于石墨烯/硅/石墨烯的雪崩光电探测器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于石墨烯/硅/石墨烯的雪崩光电探测器及其制备方法，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、二氧化硅绝缘层、顶电极、石墨烯叉指电极薄膜和抗反射层。本发明以石墨烯作为透明叉指电极，与衬底硅形成MSM型结构光电探测器。该光电探测器可以进行宽光谱探测，解决了传统硅基PIN结对紫外光探测响应低的问题；抗反射层增强入射光的吸收，增强光生电流；在较大的反向偏压作用下，石墨烯叉指电极之间产生很强的电场，光生载流子与硅晶格易于产生碰撞离子化，获得很高的增益。本发明具有响应度高，响应速度快，内部增益大，开关比小，低功耗的特点。

主权项

基于石墨烯/硅/石墨烯的雪崩光电探测器，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)、顶电极(5)、石墨烯叉指电极薄膜(6)和抗反射层(7)；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)上开有二氧化硅窗口(3)，使二氧化硅隔离层(2)成凹形结构；在二氧化硅隔离层(2)相对的两侧的上表面各覆盖一顶电极(5)，两个顶电极(5)不连通，且边界小于二氧化硅隔离层(2)的边界；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)开口的内侧壁、顶电极(5)和二氧化硅绝缘层(4)的表面覆盖石墨烯叉指电极薄膜(6)，石墨烯叉指电极薄膜(6)的两翼分别放在两个顶电极(5)上，顶电极(5)上表面石墨烯叉指电极薄膜(6)的覆盖范围小于顶电极(5)的边界；在二氧化硅绝缘层(4)和石墨烯叉指电极薄膜(6)的表面覆盖抗反射层(7)。