[发明专利]一种基于石墨烯的微型超宽带光探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的微型超宽带光探测器的制作方法，其特征在于，包括：

制备单晶硅衬底(1)；

在所述单晶硅衬底(1)上形成牺牲层；

在所述牺牲层上形成应力层(3)；

在所述应力层(3)上制备栅电极(8)；

在所述应力层(3)和栅电极(8)上形成第一石墨烯层(4)；

在所述第一石墨烯层(4)上形成介电层(5)；

在所述介电层(5)上形成第二石墨烯层(6)；

在所述第二石墨烯层(6)上制备与所述栅电极(8)平行且等距的源电极(9)和漏电极(7)；

所述第一石墨烯层(4)、介电层(5)、第二石墨烯层(6)、漏电极(7)、栅电极(8)和源电极(9)构成异质结；

刻蚀所述牺牲层；

所述应力层(3)使得所述异质结自组装为微管式三维结构；

在上述结构上形成电流测量回路。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微型超宽带光探测器的制作方法，其特征在于，所述测量回路包括与栅电极(8)、源电极(9)串联连接的第一电流表(10)和第一可调电压源(11)及与漏电极(7)、源电极(9)串联连接的第二电流表(13)和第二可调电压源(12)。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微型超宽带光探测器的制作方法，其特征在于，所述牺牲层为能被刻蚀液刻蚀的金属层。

4.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微型超宽带光探测器的制作方法，其特征在于，所述第一石墨烯层(4)和第二石墨烯层(6)为单层石墨烯、多层石墨烯或还原氧化石墨烯。

5.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微型超宽带光探测器的制作方法，其特征在于，所述介电层(5)为五氧化二钽或氮化硼介电层。

6.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微型超宽带光探测器的制作方法，其特征在于，所述漏电极(7)、栅电极(8)和源电极(9)为铬/金、钛/金、钯/金或钛/铂二维晶体电极。

7.根据权利要求6所述的基于石墨烯的微型超宽带光探测器的制作方法，其特征在于，所述铬、钛或钯被用作粘附层材料时，铬粘附层、钛粘附层或钯粘附层厚度为5nm-30nm；所述金或铂被用作导电层时，金导电层或铂导电层厚度为10nm-100nm。

8.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微型超宽带光探测器的制作方法，其特征在于，所述应力层(3)为SU-8、氧化硅或氮化硅。

9.一种如权利要求1所述制作方法制备的基于石墨烯的微型超宽带光探测器，其特征在于，包括：

单晶硅衬底(1)；

形成于所述单晶硅衬底(1)上的应力层(3)；

形成于所述应力层(3)上的异质结，所述异质结包括顺序设置的栅电极(8)、第一石墨烯层(4)、介电层(5)、第二石墨烯层(6)、与所述栅电极(8)平行且等距的源电极(9)和漏电极(7)层结构；所述应力层(3)使得所述异质结自组装为微管式三维结构；

在上述结构上形成电流测量回路，所述测量回路包括与栅电极(8)、源电极(9)串联连接的第一电流表(10)和第一可调电压源(11)及与漏电极(7)源电极(9)串联连接的第二电流表(13)和第二可调电压源(12)。

10.根据权利要求9所述的基于石墨烯的微型超宽带光探测器，其特征在于，所述第一石墨烯层(4)的p型掺杂浓度高于所述第二石墨烯层(6)的p型掺杂浓度。