[发明专利]基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器及制备方法

摘要

本发明公开了一种基于石墨烯/二氧化硅/硅的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、二氧化硅绝缘层、顶电极、石墨烯薄膜和底电极；本发明雪崩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；该探测器以石墨烯作为有源层和透明电极，消除死层，增强入射光的吸收；二氧化硅绝缘层减少了硅表面态的影响，同时抑制了反向饱和电流；在较大的反向偏压作用下，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

基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器，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)、石墨烯薄膜(6)和底电极(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)的上表面覆盖顶电极(5)，顶电极(5)的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)和顶电极(5)开口的内侧壁、顶电极(5)的上表面和二氧化硅绝缘层(4)的上表面覆盖石墨烯薄膜(6)，顶电极(5)上表面石墨烯薄膜(6)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(7)。