[發明專利]一種InGaN納米柱陣列基GSG型可調諧光電探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 201910544187.4
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110246913A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 李國強;鄭昱林;王文樑
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0304;H01L31/0352;H01L31/108;H01L31/18;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;隆翔鷹

1.一種InGaN納米柱陣列基GSG型可調諧光電探測器，其特征在于，包括由下至上的襯底（1）、底層石墨烯層（2）、InGaN納米柱陣列（4）和與納米柱陣列間形成肖特基接觸的頂層石墨烯層（5），還包括位于納米柱陣列（4）一側的第一Au金屬層電極（6），以及位于納米柱陣列（4）另一側的阻隔底層和頂層石墨烯層接觸的SiO₂絕緣層（3），且第一Au金屬層電極（6）和SiO₂絕緣層（3）均位于底層石墨烯層（2）上方，第二Au金屬層電極（7）與SiO₂絕緣層（3）通過頂層石墨烯層（5）隔開。

2.根據權利要求1所述的GSG型可調諧光電探測器，其特征在于，所述襯底（1）為藍寶石、Si或La_0.3Sr_1.7AlTaO₆，且厚度為420~430 μm；所述底層石墨烯層（2）和頂層石墨烯層（5）的層數為1~3層，厚度為3~5 nm；所述InGaN納米柱陣列（4）長度為280~400 nm，直徑為60~80nm，密度為4.0~12.0×10⁹ /cm²； SiO₂絕緣層（3）的厚度為250~370 nm；所述第一Au金屬層電極（6）和第二Au金屬層電極（7）的厚度均為100~150 nm，長度均為300~330 μm，寬度均為50~75 μm，二者間距為250~300 μm。

3.制備權利要求1~2任一項所述的GSG型可調諧光電探測器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將銅箔進行清洗處理，然后在表面生長出底層石墨烯模板層（2），形成石墨烯/銅箔；

（2）通過對步驟（1）中的石墨烯/銅箔進行旋涂濕法轉移，將底層石墨烯模板層（2）轉移至襯底（1）表面，并進行轉移后的清洗，最后烘干，形成石墨烯/襯底結構，作為下一步InGaN納米柱陣列自組裝生長的模板層；

（3）在步驟（2）中的石墨烯/襯底結構一側上生長SiO₂絕緣層（3），接著進行光刻處理和濕法刻蝕，形成圖形化SiO₂/石墨烯/襯底結構；

（4）在步驟（3）中的圖形化SiO₂/石墨烯/襯底結構上生長得到InGaN納米柱陣列（4），形成InGaN納米柱陣列/石墨烯/襯底結構；

（5）重復步驟（1），并對得到的石墨烯/銅箔進行旋涂濕法轉移，將石墨烯層轉移至InGaN納米柱陣列（4）的上表面，并進行轉移后的清洗，最后烘干，得到頂層石墨烯層（5），形成石墨烯/InGaN納米柱陣列/石墨烯GSG型結構；再進行光刻處理，后利用電子束蒸發鍍膜在石墨烯/InGaN納米柱陣列/石墨烯GSG型結構表面上蒸鍍Au金屬層形成第一Au金屬電極（6）和第二Au金屬電極（7），去膠，并進行熱退火處理，得到所述InGaN納米柱陣列基GSG型光電探測器。