[发明专利]一种高增益紫外至近红外InGaAs探测器芯片

摘要

本发明公开了一种高增益紫外至近红外InGaAs探测器芯片，在其磷化铟(InP)衬底之上结构依次为：InP接触层、铟镓砷(InGaAs)吸收层、氧化硅(SiO2)介质层、源极金属电极、石墨烯层、漏极金属电极以及栅极金属电极，如附图所示。本专利的优点在于：一方面石墨烯展现良好的半金属特性，与InGaAs层接触能够形成肖特基光电二极管，实现光探测；另一方面石墨烯无禁带宽度且其光学透过性极好，能够拓宽该新型InGaAs探测器光谱响应至近紫外，同时能够增加InGaAs层的光吸收；此外，石墨烯具有极高的迁移率和极快的载流子传输特性，使得该探测器对光生载流子的注入拥有极高的量子增益特性。

主权项

一种高增益紫外至近红外InGaAs探测器芯片，包括InP(1)衬底、InP接触层(2)、InGaAs吸收层(3)、SiO2介质层(4)和石墨烯层(6)，其特征在于：所述探测器芯片的结构为：在InP衬底(1)上依次是InP接触层(2)、InGaAs吸收层(3)、SiO2介质层(4)，SiO2介质层(4)中央有一方孔，在SiO2介质层(4)上为石墨烯层(6)，石墨烯层填充在SiO2介质层(4)的中央方孔之中，并与下层InGaAs吸收层(3)形成异质结接触，源极金属电极(5)和漏极金属电极(7)在石墨烯层(6)上，位于所述方孔的左右或者上下两侧位置，栅极金属电极(8)位于InP接触层(2)上；所述的SiO2介质层(4)的厚度为90nm～300nm；所述的石墨烯层(6)的原子层数为1～5层；所述的源极金属电极(5)、漏极金属电极(7)为Ti、Pt和Au金属电极；所述的栅极金属电极(8)为Cr和Au金属电极。