[發明專利]與硅光波導集成的石墨烯異質結光探測器的制備方法

無效

• 申請號: 201310518405.X
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103531665A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 鮑橋梁
• 申請（專利權）人: 鮑橋梁
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 劉懿

1.與硅光波導集成的石墨烯異質結光探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1）對所述SOI襯底（1）的頂層硅進行電子束光刻和刻蝕，在其上表面形成所述硅光波導（2）；

步驟2）采用等離子增強化學氣相沉積方法在所述SOI襯底（1）和所述硅光波導（2）上覆蓋一層所述二氧化硅層（3），再通過研磨拋光的方法減薄所述二氧化硅層（3）的厚度，使其位于所述硅光波導（2）上的厚度低于10nm；

步驟3）采用等離子增強化學氣相沉積方法，在所述二氧化硅層（3）之上生長一層或數層石墨烯層（4），同時可以通過化學摻雜的方法，改變所述石墨烯層（4）的光電特性，所述石墨烯層（4）的一端位于所述二氧化硅層（3）覆蓋的所述硅光波導（2）的正上方，另一端位于遠離所述硅光波導（2）的所述二氧化硅層（3）之上；

步驟4）采用等離子增強化學氣相沉積方法或機械剝離的方法，在所述石墨烯層（4）上制備一層5至300納米的所述二硫化鉬層（5），所述二硫化鉬層（5）的一端與所述石墨烯層（4）在所述硅光波導（2）的上方發生交疊，另一端位于遠離所述硅光波導（2）和所述石墨烯層（4）的所述二氧化硅層（3）之上；

步驟5）采用電子束蒸發或磁控濺射的方法分別在所述石墨烯層（4）和所述二硫化鉬層（5）上淀積一層100～300納米厚的第一、第二電極層（6，7），所述第一、第二電極層（6，7）分別位于所述硅光波導（2）的兩側,同時又分別位于所述硅光波導（2）、所述石墨烯層（4）和所述二硫化鉬層（5）的交疊區之外。

2.根據權利要求1所述的與硅光波導集成的石墨烯異質結光探測器的制備方法，其特征在于：所述SOI襯底（1）的頂層硅的厚度為250-350nm。

3.根據權利要求1所述的與硅光波導集成的石墨烯異質結光探測器的制備方法，其特征在于：所述二氧化硅層（3）位于所述硅光波導（2）上的厚度低于10nm。

4.根據權利要求1所述的與硅光波導集成的石墨烯異質結光探測器的制備方法，其特征在于：所述石墨烯層（4）為單層或數層。

5.根據權利要求1所述的與硅光波導集成的石墨烯異質結光探測器的制備方法，其特征在于：所述二硫化鉬層（5）的厚度為5-300nm。

6.根據權利要求1所述的與硅光波導集成的石墨烯異質結光探測器的制備方法，其特征在于：所述第一、第二電極層（6，7）為鈦與鉻、鋁或金中的兩種或多種鈦金復合金屬材料。

7.根據權利要求1或6所述的與硅光波導集成的石墨烯異質結光探測器的制備方法，其特征在于：所述第一、第二電極層（6，7）的厚度為100-300nm。