[发明专利]一种中红外光探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种中红外光探测器，其特征在于：包括单晶硅衬底、绝缘层、接触漏极、连续的石墨烯层、量子点层以及覆盖量子点上的纳米光栅接触源极；所述单晶硅衬底、绝缘层、接触漏极、连续的石墨烯层、量子点层以及覆盖量子点上的纳米光栅接触源极均布设在一PVC基片上；

所述纳米光栅接触源极的周期为100～300nm，宽度为50～150nm，厚度为50nm；纳米光栅接触源极的面积为50×30～150×30μm²，纳米光栅接触源极的材料为Ti、Au、Cu、Ag的一种；所述单晶硅衬底为重掺杂P型硅或者重掺杂N型硅；单晶硅衬底的面积为150×150μm²，单晶硅衬底厚度为300μm；所述绝缘层为二氧化硅绝缘层，所述二氧化硅绝缘层的面积为150×100μm²，二氧化硅绝缘层的厚度为280～350nm，所述二氧化硅绝缘层面积为单晶硅衬底面积的三分之二；

所述二氧化硅绝缘层通过热氧法制备，放置单晶硅衬底和同等厚度基片，将玻璃覆盖在单晶硅衬底和基片之间且玻璃固定在基片上，保证玻璃覆盖住单晶硅衬底的三分之一，使得所形成二氧化硅绝缘层面积小于单晶硅衬底的面积；将Ni作为粘附层与Cu膜一起直接蒸发到覆盖有二氧化硅绝缘层的单晶硅衬底上形成Cu/Ni层作为中红外光探测器的接触漏极，切开单晶硅衬底用乙酸浸泡去除表面氧化铜，将单晶硅衬底放入低压化学气相沉积系统的反应室中生长石墨烯层。

2.根据权利要求1所述的中红外光探测器，其特征在于：所述接触漏极、纳米光栅接触源极与源漏微电流计、电路开关、保护电阻、微电流计通过导线连接。

3.根据权利要求1所述的中红外光探测器，其特征在于：所述连续的石墨烯层为单层或多层石墨烯层，连续的石墨烯层的厚度为0.335nm～1.005nm。

4.根据权利要求1所述的中红外光探测器，其特征在于：所述量子点层的厚度为30～60nm，量子点粒径为5～15nm。

5.根据权利要求4所述的中红外光探测器，其特征在于：所述量子点为CH₃NH₃PbI₃、PbS、CH₃NH₃PbI₂Br量子点的一种。

6.一种中红外光探测器的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：提供PVC基片和重掺杂P型或重掺杂N型单晶硅衬底，其中PVC基片用作制备中红外光探测器的放置基板；

S2：对S1步骤的单晶硅衬底进行清洗并用氮气吹干，放置一块与单晶硅衬底同等厚度的PVC基片位于单晶硅衬底的下方，在单晶硅衬底与PVC基片之间插入一层玻璃片，利用热氧化法在单晶硅衬底表面生长一层二氧化硅绝缘层，所得的二氧化硅绝缘层的面积小于单晶硅衬底的面积；

S3：将Ni作为粘附层与Cu膜一起直接蒸发到覆盖有二氧化硅绝缘层的单晶硅衬底上形成Cu/Ni层，切开单晶硅衬底用乙酸浸泡去除表面氧化铜，将单晶硅衬底放入低压化学气相沉积系统的反应室中生长石墨烯层；

S4：使用标准光刻技术刻蚀石墨烯层外圈保证其绝缘性，之后用持续更新的刻蚀溶液将石墨烯层外圈的Cu/Ni层去除；

S5：覆盖50×30～150×30μm²面积的纳米光栅阵列用作纳米光栅接触源极，然后把量子点均匀的旋涂于石墨烯层上，形成光敏介质层，得到中红外光探测器；

S6：把制备完成的中红外光探测器转移至PVC基片上，然后用导线将接触漏极和纳米光栅接触源极引出，与电子器件相连。