【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电探测
，涉及光电探测器件结构，尤其涉及一种基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器(APD)及制备方法。
技术介绍
光学探测器在化学材料分析、医疗卫生、空间技术等方面具有广泛的应用。雪崩光电探测器具有高灵敏度，高光学响应，响应速度快等优点，在高速调制和微弱信号监测方面有重要应用。传统硅基PIN结型探测器件需要热扩散或者离子注入工艺，而且对紫外光存在死层问题，响应随入射光波长的减小而迅速降低。因此，需要提高硅光探测器件对短波长可见光至紫外光的响应。石墨烯是由单层sp2杂化碳原子构成的蜂窝状二维平面晶体薄膜，具有优异的力、热、光、电等性能。与普通金属不同，石墨烯是一种具有透明和柔性的新型二维导电材料。石墨烯和硅接触可以形成肖特基结，制备工艺简单，在光电探测领域有广泛应用。由于石墨烯很薄，所形成的肖特基结是浅结，减少表面复合，可以解决死层问题，提高紫外光学响应。肖特基结是一种常用的器件结构，在光电子器件的研究已有很多报道。肖特基结构探测器的暗电流大于PIN结构器件的暗电流，器件的暗电流是一个非常重要的参数，它影响器件的噪声，这在一定程度上抑制了肖特基结构探测器的发展。因此，需要降低肖特基结构探测器的暗电流，使器件的性能得到提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器及制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案...
【技术保护点】
基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器，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)、二氧化硅绝缘层(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)的边界小于二氧化硅隔离层(2)的边界，在二氧化硅窗口(3)与n型硅衬底(1)交界处覆盖二氧化硅绝缘层(4)；在二氧化硅隔离层(2)和顶电极(5)开口的内侧壁、顶电极(5)的上表面和二氧化硅绝缘层(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；在n型硅衬底(1)下表面设置底电极(7)。
【技术特征摘要】
1.基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器，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)、二氧化硅绝缘层(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)的边界小于二氧化硅隔离层(2)的边界，在二氧化硅窗口
(3)与n型硅衬底(1)交界处覆盖二氧化硅绝缘层(4)；在二氧化硅隔离层(2)
和顶电极(5)开口的内侧壁、顶电极(5)的上表面和二氧化硅绝缘层(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；在n型硅衬底(1)下表面设置底电极(7)。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器，其特
征在于，所述的二氧化硅绝缘层(4)厚度为1.5nm～2.5nm。
3.根据权利要求1所述的基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器，其特
征在于，所述的顶电极(5)是金属薄膜电极，金属材料为铝、金或金铬合金。
4.根据权利要求1所述的基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器，其特
征在于，所述的底电极(7)是金属薄膜电极，金属材料为镓铟合金、钛金合金
或铝。
5.制备如权利要求1所述的基于石墨烯/二氧化硅/硅的雪崩光电探测器的方
法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在n型硅衬底(1)的上表面氧化生长二氧化硅隔离层(2)，所用n型
硅衬底(1)的电阻率为1～10Ω·cm；二氧化硅隔离层(2)的厚度为300nm～500
nm，生长温度为900～...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐杨，万霞，郭宏伟，施添锦，王锋，阿亚兹，陆薇，俞滨，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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