[发明专利]以氟化石墨烯为绝缘层的硅基雪崩光电探测器及制备方法

摘要

本发明公开了一种以氟化石墨烯为绝缘层的硅基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、氟化石墨烯绝缘层、顶电极、石墨烯薄膜和底电极。氟化石墨烯是石墨烯的衍生物，其电阻可达1TΩ以上，本发明以氟化石墨烯作为绝缘层制作光电探测器，具有非常低的暗电流噪声；氟化石墨烯插入石墨烯和硅之间，还可以减少硅表面态对石墨烯的影响；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；本发明以氟化石墨烯为绝缘层的硅基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。

主权项

以氟化石墨烯为绝缘层的雪崩光电探测器，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)、氟化石墨烯绝缘层(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)的外边界小于二氧化硅隔离层(2)的外边界，内边界大于二氧化硅隔离层(2)的内边界；在顶电极(5)的上表面，顶电极(5)、二氧化硅隔离层(2)和n型硅衬底(1)包围形成的梯形空间的内表面覆盖氟化石墨烯绝缘层(4)，顶电极(5)上表面氟化石墨烯绝缘层(4)的覆盖范围小于顶电极(5)的边界；在顶电极(5)上表面和氟化石墨烯绝缘层(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)的边界且大于氟化石墨烯绝缘层(4)的边界；在n型硅衬底(1)下表面设置底电极(7)。