以氟化石墨烯為絕緣層的硅基雪崩光電探測器及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以氟化石墨烯為絕緣層的硅基雪崩光電探測器及制備方法，所述雪崩光電探測器包括n型硅襯底、二氧化硅隔離層、二氧化硅窗口、氟化石墨烯絕緣層、頂電極、石墨烯薄膜和底電極。氟化石墨烯是石墨烯的衍生物，其電阻可達1TΩ以上，本發(fā)明以氟化石墨烯作為絕緣層制作光電探測器，具有非常低的暗電流噪聲；氟化石墨烯插入石墨烯和硅之間，還可以減少硅表面態(tài)對石墨烯的影響；在較大的反向偏壓作用下，光生載流子與硅晶格產(chǎn)生碰撞離子化，獲得很高的增益；本發(fā)明以氟化石墨烯為絕緣層的硅基雪崩光電探測器可以進行寬光譜探測，解決了傳統(tǒng)硅基PIN結(jié)對紫外光探測響應(yīng)低的問題。
【專利說明】以氟化石墨烯為絕緣層的硅基雪崩光電探測器及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光電探測【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及光電探測器件結(jié)構(gòu)，尤其是一種以氟化石墨 烯作為絕緣層的石墨烯/氟化石墨烯/硅（MIS)結(jié)構(gòu)的Si-Aro光電探測器及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 雪崩光電二極管具有高靈敏度，高光學(xué)響應(yīng)，響應(yīng)速度快等優(yōu)點，在高速調(diào)制和微 弱信號監(jiān)測方面有重要應(yīng)用。光學(xué)探測器在化學(xué)材料分析、醫(yī)療衛(wèi)生、空間技術(shù)和光通訊等 方面具有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)硅基PIN結(jié)型紫外探測器件需要熱擴散或者離子注入工藝，而 且對紫外光存在死層問題，響應(yīng)隨入射光波長的減小而迅速降低。因此，需要提高硅光探測 器件對短波長可見光至紫外光的響應(yīng)。
[0003] 石墨烯是由單層sp2雜化碳原子構(gòu)成的蜂窩狀二維平面晶體薄膜，具有優(yōu)異的 力、熱、光、電等性能。與普通金屬不同，石墨烯是一種具有透明和柔性的新型二維導(dǎo)電材 料。石墨烯和硅接觸可以形成肖特基結(jié)，制備工藝簡單，在光電探測領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。由于 石墨烯很薄，所形成的肖特基結(jié)是淺結(jié)，減少表面復(fù)合，可以解決死層問題。
[0004] 肖特基結(jié)構(gòu)探測器的暗電流大于PIN結(jié)構(gòu)器件的暗電流，它影響器件的噪聲，這 在一定程度上抑制了肖特基結(jié)構(gòu)探測器的發(fā)展。因此，需要降低肖特基結(jié)構(gòu)探測器的暗電 流，使器件的性能得到提高。
[0005] 氟化石墨烯是石墨烯的衍生物，利用氟化氙（XeF2)，六氟化硫（SF6)和八氧環(huán)丁烷 (C4F8)等含氟氣體對石墨烯進行氟化，可以制備氟化石墨烯。通過改變石墨烯的氟化率，禁 帶寬度可從〇. OeV增加到3. OeV，可以將石墨烯由導(dǎo)體變?yōu)榘雽?dǎo)體或者絕緣體。絕緣的氟化 石墨烯可以作為隧穿層，形成金屬-絕緣體-半導(dǎo)體（MIS)結(jié)構(gòu)，降低暗電流。有利于提高 探測器的開光比，減少器件的功耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩 光電探測器（APD)及制備方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩 光電探測器，包括：n型硅襯底、二氧化硅隔離層、二氧化硅窗口、氟化石墨烯絕緣層、頂電 極、石墨烯薄膜和底電極；其中，所述η型硅襯底的上表面覆蓋二氧化硅隔離層，在二氧化 硅隔離層上開有二氧化硅窗口，使二氧化硅隔離層成凹形結(jié)構(gòu)，在二氧化硅隔離層的上表 面覆蓋頂電極，頂電極的外邊界小于二氧化硅隔離層的外邊界，內(nèi)邊界大于二氧化硅隔離 層的內(nèi)邊界；在頂電極的上表面，頂電極、二氧化硅隔離層和η型硅襯底包圍形成的梯形空 間的內(nèi)表面覆蓋氟化石墨烯絕緣層，頂電極上表面氟化石墨烯絕緣層的覆蓋范圍小于頂電 極的邊界；在頂電極上表面和氟化石墨烯絕緣層的上表面覆蓋石墨烯薄膜，頂電極上表面 石墨烯薄膜的覆蓋范圍小于頂電極的邊界且大于氟化石墨烯絕緣層的邊界；在η型硅襯底 下表面設(shè)置底電極。
[0008] 進一步地，所述的氟化石墨烯絕緣層為單層或多層氟化石墨烯薄膜。
[0009] 進一步地，所述的頂電極是金屬薄膜電極，金屬材料為鋁、金或金鉻合金。
[0010] 進一步地，所述的底電極是金屬薄膜電極，金屬材料為鎵銦合金、鈦金合金或鋁。
[0011] 制備上述以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器的方法，包括以下步驟：
[0012] (1)在η型硅襯底的上表面氧化生長二氧化硅隔離層，所用η型硅襯底的電阻率為 1?10 Ω · cm ;二氧化硅隔離層的厚度為300nm?500nm，生長溫度為900?1200°C ;
[0013] (2)在二氧化硅隔離層表面光刻出頂電極圖形，然后采用電子束蒸發(fā)技術(shù)，首先生 長厚度約為5nm的鉻黏附層，然后生長50nm的金電極；
[0014] (3)在生長有頂電極的二氧化硅隔離層表面光刻出二氧化硅窗口圖形，然后通過 反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，采用c 4F8等離子體刻蝕二氧化硅隔離層并用緩沖氧化物刻蝕溶液去 除殘留的二氧化硅；其中，所述緩沖氧化物刻蝕溶液由NH4F、HF和水組成，NH 4F :HF :H20 = 60g:30ml:100ml ；
[0015] (4)采用化學(xué)氣相沉積方法在銅箔基底上制備石墨烯薄膜；
[0016] (5)制備和轉(zhuǎn)移氟化石墨烯絕緣層，具體步驟如下：
[0017] (5. 1)將帶有銅箔的石墨烯薄膜進行氟化：將石墨烯薄膜放入反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng) 的真空腔室中，采用六氟化硫等離子體對石墨烯薄膜表面進行氟化，形成氟化石墨烯絕緣 層；
[0018] (5. 2)在頂電極的上表面，頂電極、二氧化硅隔離層和η型硅襯底包圍形成的梯形 空間的內(nèi)表面覆蓋氟化石墨烯絕緣層；其中，氟化石墨烯絕緣層的轉(zhuǎn)移方法為：將氟化石 墨烯絕緣層表面均勻涂覆一層聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，然后放入刻蝕溶液中4h腐蝕去除 銅箔，留下由聚甲基丙烯酸甲酯薄膜支撐的氟化石墨烯絕緣層；將聚甲基丙烯酸甲酯薄膜 支撐的氟化石墨烯絕緣層用去離子水清洗后轉(zhuǎn)移到頂電極的上表面，頂電極、二氧化硅隔 離層和η型硅襯底包圍形成的梯形空間的內(nèi)表面；最后用丙酮和異丙醇去除聚甲基丙烯酸 甲酯薄膜；其中，所述刻蝕溶液由CuS0 4、HC1和水組成，CuS04 :HC1 :Η20 = 10g:50ml:50ml ;
[0019] (6)在頂電極的上表面以及氟化石墨烯絕緣層上表面覆蓋石墨烯薄膜；其中，轉(zhuǎn) 移石墨烯薄膜的方法與步驟（5)中轉(zhuǎn)移氟化石墨烯絕緣層的方法相同；
[0020] (7)在η型硅襯底底部涂覆鎵銦漿料，制備鎵銦底電極，與η型硅襯底形成歐姆接 觸。
[0021] 為了提高傳統(tǒng)硅基光電探測器對短波長可見光至紫外光的響應(yīng)，并減小暗電流， 本發(fā)明采用石墨烯和硅半導(dǎo)體材料形成肖特基淺結(jié)，降低光生載流子在硅表面的復(fù)合，增 強入射光的吸收，從而提高光生電流；氟化石墨烯是一種寬禁帶二維半導(dǎo)體，近似為絕緣 體；采用氟化石墨烯插入石墨烯和硅之間，對硅中的多子形成很高的勢壘，抑制多子傳輸?shù)?石墨烯，可以大大降低探測器的反向飽和電流；氟化石墨烯沒有表面態(tài)，可以抑制硅的表面 態(tài)對石墨烯的影響。以氟化石墨烯為絕緣層，將會提高硅基雪崩光電探測器的性能。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0023] 1、入射光照射到MIS Si-Aro光電探測器表面，被石墨烯，氟化石墨烯和硅襯底吸 收。較大反向偏壓加到器件兩端，產(chǎn)生的光生載流子（空穴電子對）在Aro光二極管內(nèi)部 高電場作用下高速運動，在運動過程中通過碰撞電離效應(yīng)，產(chǎn)生數(shù)量為初始電子空穴對的 幾十倍二次、三次新空穴電子對，從而形成很大的光信號電流，具有很高的增益。
[0024] 2、石墨烯和硅形成肖特基淺結(jié)，入射紫外光容易被吸收，產(chǎn)生的電子空穴很快被 內(nèi)部電場分離，降低表面復(fù)合，消除死層。在紫外光區(qū)域，量子效率很高。
[0025] 3、石墨烯作為透明電極，增強入射光吸收，提高光生電流，具有很高的光學(xué)響應(yīng)。 石墨烯的載流子遷移率很大，可以提高器件的時間響應(yīng)。
[0026] 4、氟化石墨烯絕緣層對多子形成很高的勢壘，抑制硅襯底中的多子（電子）運動 到石墨烯，大大降低暗電流，具有很高的開關(guān)比。
[0027] 5、本發(fā)明提供的MIS Si-AH)紫外光電探測器所用材料以硅為基本材料，制備過程 簡單，成本低，易與現(xiàn)有半導(dǎo)體標準工藝兼容。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1為本發(fā)明以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明中實施例所制備的MIS Si-APD光電探測器，以及采用相同實施例但 沒有轉(zhuǎn)移氟化石墨烯的石墨烯/硅（MS)光電探測器，在-1. 0?1. 0V下暗電流的I-V曲線， 其中1為MS Si-APD器件的暗電流密度，2為MIS Si-APD器件的暗電流密度；
[0030] 圖3為本發(fā)明中實施例所制備的MIS Si-APD光電探測器和MS Si-APD光電探測 器，工作在-1. 0?1. 〇V，365nm、光能量在1. OmW/cm2紫外光照下的電流I-V曲線，其中1為 MS Si-APD器件的光電流密度，2為MIS Si-APD器件的光電流密度；
[0031] 圖4為本發(fā)明中實施例所制備的MIS Si-APD光電探測器工作在0.0?-25V下， 365nm、光能量在1. OmW/cm2的紫外光照下和無光照下的I-V曲線，其中1為暗電流密度，2 為光電流密度；
[0032] 圖中，η型硅襯底1、二氧化硅隔離層2、二氧化硅窗口 3、氟化石墨烯絕緣層4、頂 電極5、石墨烯薄膜6、底電極7。

【具體實施方式】
[0033] 本發(fā)明提供的一種以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器的工作原理如下：
[0034] 石墨稀與η型娃基底接觸形成肖特基結(jié)，內(nèi)建電場由娃基底指向石墨稀。當(dāng)入射 光照射到石墨烯/硅界面，石墨烯和硅基底吸收入射光并產(chǎn)生電子-空穴對。在內(nèi)建電場 作用下空穴流向石墨烯并被頂電極收集，電子流向硅襯底并被底電極收集，形成光生電流。 石墨烯和硅形成肖特基淺結(jié)，入射光產(chǎn)生的電子空穴很快被內(nèi)部電場分離，減小表面復(fù)合， 消除死層；氟化石墨烯絕緣層增加肖特基勢壘高度，抑制硅襯底中的多子（電子）運動到石 墨烯，大大降低暗電流。對硅襯底中的少子（空穴）運動到石墨烯影響不大，光生電流幾乎 保持不變。
[0035] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方法作進一步的說明。
[0036] 如圖1所示，本發(fā)明以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器，包括：η型硅襯底 1、二氧化硅隔離層2、二氧化硅窗口 3、氟化石墨烯絕緣層4、頂電極5、石墨烯薄膜6和底電 極7 ;其中，所述η型硅襯底1的上表面覆蓋二氧化硅隔離層2,在二氧化硅隔離層2上開有 二氧化硅窗口 3,使二氧化硅隔離層2成凹形結(jié)構(gòu)，在二氧化硅隔離層2的上表面覆蓋頂電 極5,頂電極5的外邊界小于二氧化硅隔離層2的外邊界，內(nèi)邊界大于二氧化硅隔離層2的 內(nèi)邊界；在頂電極5的上表面，頂電極5、二氧化硅隔離層2和η型硅襯底1包圍形成的梯 形空間的內(nèi)表面覆蓋氟化石墨烯絕緣層4,頂電極5上表面氟化石墨烯絕緣層4的覆蓋范圍 小于頂電極5的邊界；在頂電極5上表面和氟化石墨烯絕緣層4的上表面覆蓋石墨烯薄膜 6,頂電極5上表面石墨烯薄膜6的覆蓋范圍小于頂電極5的邊界且大于氟化石墨烯絕緣層 4的邊界；在η型硅襯底1下表面設(shè)置底電極7。
[0037] 實施例1 :以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器的制備步驟具體如下：
[0038] (1)在η型硅襯底1的上表面氧化生長二氧化硅隔離層2,所用η型硅襯底1的 電阻率為1?10 Ω · cm ;二氧化娃隔離層2的厚度為300nm?500nm，生長溫度為900? 1200。。；
[0039] (2)在二氧化硅隔離層2表面光刻出頂電極5圖形，然后采用電子束蒸發(fā)技術(shù)，首 先生長厚度約為5nm的鉻黏附層，然后生長50nm的金電極；
[0040] (3)在生長有頂電極5的二氧化硅隔離層2表面光刻出二氧化硅窗口 3圖形，然 后通過反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，采用C4F8等離子體刻蝕二氧化硅隔離層2并用緩沖氧化物刻蝕 (Β0Ε)溶液去除殘留的二氧化硅；其中，所述Β0Ε溶液由氟化氨（NH 4F)、氫氟酸（HF)和水組 成，NH4F :HF :H20 = 60g :30ml :100ml ;
[0041] (4)采用化學(xué)氣相沉積方法（CVD)在銅箔基底上制備石墨烯薄膜；
[0042] (5)制備和轉(zhuǎn)移氟化石墨烯絕緣層4,具體步驟如下：
[0043] (5. 1)將帶有銅箔的石墨烯薄膜進行氟化：將石墨烯薄膜放入反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng) 的真空腔室中，采用六氟化硫（sf6)等離子體對石墨烯薄膜表面進行氟化，形成氟化石墨烯 絕緣層4 ;
[0044] (5. 2)在頂電極5的上表面，頂電極5、二氧化硅隔離層2和η型硅襯底1包圍形成 的梯形空間的內(nèi)表面覆蓋氟化石墨烯絕緣層4 ;其中，氟化石墨烯絕緣層4的轉(zhuǎn)移方法為： 將氟化石墨烯絕緣層4表面均勻涂覆一層聚甲基丙烯酸甲酯（ΡΜΜΑ)薄膜，然后放入刻蝕溶 液中4h腐蝕去除銅箔，留下由PMMA支撐的氟化石墨烯絕緣層4 ;將PMMA支撐的氟化石墨 烯絕緣層4用去離子水清洗后轉(zhuǎn)移到頂電極5的上表面，頂電極5、二氧化硅隔離層2和η 型硅襯底1包圍形成的梯形空間的內(nèi)表面；最后用丙酮和異丙醇去除PMMA ;其中，所述刻蝕 溶液由 CuS04、HC1 和水組成，CuS04 :HC1 :H20 = 10g: 50ml :50ml ;
[0045] (6)在頂電極5的上表面以及氟化石墨烯絕緣層4上表面覆蓋石墨烯薄膜6 ;其 中，轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜6的方法與步驟（5)中轉(zhuǎn)移氟化石墨烯絕緣層4的方法相同；
[0046] (7)在η型硅襯底1底部涂覆鎵銦漿料，制備鎵銦底電極7,與η型硅襯底1形成 歐姆接觸。
[0047] 實施例2 :以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器的具體步驟為：
[0048] 步驟（1)、（2)、⑶和⑷與實施例1相同。
[0049] (5)制備和轉(zhuǎn)移氟化石墨烯絕緣層4 ;具體步驟如下：
[0050] (5. 1)在頂電極5的上表面，頂電極5、二氧化硅隔離層2和η型硅襯底1包圍形 成的梯形空間的內(nèi)表面轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜6 ;其中，轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜6的方法與實施例1步驟 (5)中轉(zhuǎn)移氟化石墨烯絕緣層4的方法相同；
[0051] (5. 2)對步驟（5. 1)中所述石墨烯薄膜進行氟化：將轉(zhuǎn)移好石墨烯薄膜6的樣品 放入反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng)的真空腔室中，采用六氟化硫（SF6)等離子體對石墨烯薄膜6表面 進行氟化，形成氟化石墨烯絕緣層4。
[0052] 步驟（6)和（7)與實施例1相同。
[0053] 對上述以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器加反向偏壓，使其可以產(chǎn)生雪崩 效應(yīng)，實現(xiàn)增益。其中電壓的正極連接在器件的底電極7上，電壓的負電極連接在器件的頂 電極5上，如圖1所示。
[0054] 本發(fā)明中實施例所制備的MIS Si-APD(Gr/FG/Si)和MS Si-APD(Gr/Si)光電探測 器工作在-1.0?1. ον下，暗電流隨反向偏壓變化曲線如圖2所示。從圖中看出，在石墨烯 和硅之間插入氟化石墨烯，MIS結(jié)構(gòu)光電探測器比MS結(jié)構(gòu)器件的暗電流小，證實氟化石墨 烯具有很好的抑制暗電流的特性。
[0055] 圖3為本發(fā)明中實施例所制備的MIS Si-AH)和MS Si-APD光電探測器工作 在-1. 0?1. 0V下，365nm、光能量在1. OmW/cm2紫外光照下的電流I-V曲線。從圖可以看 出，在石墨烯和硅之間插入氟化石墨烯絕緣層后，光生電流增大。氟化石墨烯絕緣層可以增 大石墨烯/硅形成的肖特基勢壘，有利于光生載流子的分離，從而可以提高光學(xué)響應(yīng)。
[0056] 圖4為本發(fā)明中實施例所制備的MIS Si-AH)和MS Si-APD光電探測器工作在 0. 0?-25. 0V下，365nm、光能量在1. OmW/cm2紫外光照下和無光照下的電流I-V曲線。從 圖可以看出，在大反向偏壓下的光生電流急劇增大，產(chǎn)生雪崩效應(yīng)。
[0057] 下表示出了 MS Si-APD和MIS Si-APD光探測器工作在-1. 0?1. OV，365nm、光能 量在1. 0mW/cm2紫外光照下的開路電壓（Voc)，短路電流（Jsc)和光學(xué)響應(yīng)（Response)。
[0058]

【權(quán)利要求】
1. 以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器，其特征在于，包括：n型硅襯底（1)、二氧 化硅隔離層（2)、二氧化硅窗口（3)、氟化石墨烯絕緣層（4)、頂電極（5)、石墨烯薄膜（6)和 底電極（7);其中，所述η型硅襯底（1)的上表面覆蓋二氧化硅隔離層（2)，在二氧化硅隔 離層（2)上開有二氧化硅窗口（3)，使二氧化硅隔離層（2)成凹形結(jié)構(gòu)，在二氧化硅隔離層 (2)的上表面覆蓋頂電極（5)，頂電極（5)的外邊界小于二氧化硅隔離層（2)的外邊界，內(nèi) 邊界大于二氧化硅隔離層（2)的內(nèi)邊界；在頂電極（5)的上表面，頂電極（5)、二氧化硅隔 離層（2)和η型硅襯底（1)包圍形成的梯形空間的內(nèi)表面覆蓋氟化石墨烯絕緣層（4)，頂電 極（5)上表面氟化石墨烯絕緣層（4)的覆蓋范圍小于頂電極（5)的邊界；在頂電極（5)上 表面和氟化石墨烯絕緣層（4)的上表面覆蓋石墨烯薄膜（6)，頂電極（5)上表面石墨烯薄 膜（6)的覆蓋范圍小于頂電極（5)的邊界且大于氟化石墨烯絕緣層（4)的邊界；在η型硅 襯底⑴下表面設(shè)置底電極（7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器，其特征在于，所 述的氟化石墨烯絕緣層（4)為單層或多層氟化石墨烯薄膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器，其特征在于，所 述的頂電極（5)是金屬薄膜電極，金屬材料為鋁、金或金鉻合金。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器，其特征在于，所 述的底電極（7)是金屬薄膜電極，金屬材料為鎵銦合金、鈦金合金或鋁。
5. 制備如權(quán)利要求1所述的以氟化石墨烯為絕緣層的雪崩光電探測器的方法，其特征 在于，包括以下步驟： (1) 在η型硅襯底（1)的上表面氧化生長二氧化硅隔離層（2)，所用η型硅襯底（1)的 電阻率為1?10 Ω .cm ;二氧化硅隔離層（2)的厚度為300nm?500nm，生長溫度為900? 1200。。； (2) 在二氧化硅隔離層（2)表面光刻出頂電極（5)圖形，然后采用電子束蒸發(fā)技術(shù)，首 先生長厚度約為5nm的鉻黏附層，然后生長50nm的金電極； (3) 在生長有頂電極（5)的二氧化硅隔離層（2)表面光刻出二氧化硅窗口（3)圖形， 然后通過反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，采用C4F8等離子體刻蝕二氧化硅隔離層（2)并用緩沖氧化物 刻蝕溶液去除殘留的二氧化硅；其中，所述緩沖氧化物刻蝕溶液由NH 4F、HF和水組成，NH4F : HF ：H20 = 60g: 30ml :100ml ； (4) 采用化學(xué)氣相沉積方法在銅箔基底上制備石墨烯薄膜； (5) 制備和轉(zhuǎn)移氟化石墨烯絕緣層（4)，具體步驟如下： (5. 1)將帶有銅箔的石墨烯薄膜進行氟化：將石墨烯薄膜放入反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng)的 真空腔室中，采用六氟化硫等離子體對石墨烯薄膜表面進行氟化，形成氟化石墨烯絕緣層 ⑷； (5. 2)在頂電極（5)的上表面，頂電極（5)、二氧化硅隔離層⑵和η型硅襯底（1)包圍 形成的梯形空間的內(nèi)表面覆蓋氟化石墨烯絕緣層（4);其中，氟化石墨烯絕緣層（4)的轉(zhuǎn)移 方法為：將氟化石墨烯絕緣層（4)表面均勻涂覆一層聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，然后放入刻 蝕溶液中4h腐蝕去除銅箔，留下由聚甲基丙烯酸甲酯薄膜支撐的氟化石墨烯絕緣層（4); 將聚甲基丙烯酸甲酯薄膜支撐的氟化石墨烯絕緣層（4)用去離子水清洗后轉(zhuǎn)移到頂電極 (5)的上表面，頂電極（5)、二氧化硅隔離層（2)和η型硅襯底（1)包圍形成的梯形空間的內(nèi) 表面；最后用丙酮和異丙醇去除聚甲基丙烯酸甲酯薄膜；其中，所述刻蝕溶液由CuS04、HC1 和水組成，CuS04 :HC1 :H20 = 10g :50ml :50ml ; (6) 在頂電極（5)的上表面以及氟化石墨烯絕緣層（4)上表面覆蓋石墨烯薄膜（6);其 中，轉(zhuǎn)移石墨烯薄膜（6)的方法與步驟（5)中轉(zhuǎn)移氟化石墨烯絕緣層（4)的方法相同； (7) 在η型硅襯底（1)底部涂覆鎵銦漿料，制備鎵銦底電極（7)，與η型硅襯底（1)形 成歐姆接觸。
【文檔編號】H01L31/107GK104300029SQ201410390804
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】徐楊, 萬霞, 孟楠, 陸薇, 阿亞茲, 王 鋒, 施添錦, 俞濱 申請人:浙江大學(xué)