一種界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光電探測(cè)器及其制造方法，尤其涉及一種界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器及其制備方法，屬于光電探測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光電探測(cè)器在軍事和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域有廣泛用途，在可見光或近紅外波段主要用于射線測(cè)量和探測(cè)、工業(yè)自動(dòng)控制、光度計(jì)量等；在紅外波段主要用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、紅外熱成像、紅外遙感等方面。硅材料作為一種最重要的半導(dǎo)體材料，也是光電探測(cè)器應(yīng)用中最重要的襯底材料，硅基光電探測(cè)器在可見光波段以及近紅外波段具有較好的響應(yīng)度。但常規(guī)的硅基光電探測(cè)器制造工藝涉及高溫?cái)U(kuò)散等工藝，制造工藝相對(duì)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種具有高開關(guān)比的界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器及其制備方法。
[0004]本發(fā)明的界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器，自下而上依次有背面電極、硅片、氧化鋁層、石墨烯層以及正面電極。
[0005]上述方案中，所述的石墨烯層中的石墨烯為I層至10層。
[0006]所述的硅片通常為η型或者P型。
[0007]所述的氧化鋁層厚度通常為0.2納米至10納米。
[0008]所述的背面電極和正面電極均可以為金、鈀、銀、鈦、鉻、鎳和銦鎵合金中的一種或者幾種的復(fù)合電極。
[0009]制備上述的界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器的方法，包括以下步驟:
1)將表面無損傷的硅片清洗干凈，并吹干；
2)在步驟I)處理的硅片的一面生長厚度為0.2-10nm的氧化鋁層；
3)將石墨烯轉(zhuǎn)移至步驟2)的氧化鋁層上；
4)在硅片的另一面上制作背面電極，在石墨烯層上制作正面電極。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:
本發(fā)明在硅片與石墨烯之間加入氧化鋁界面鈍化層，采用這樣的特殊結(jié)構(gòu)可以提高光電探測(cè)器的光生電壓，同時(shí)可以提高其開關(guān)比，本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，便于推廣。
【附圖說明】
[0011]圖1是界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明的界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器，自下而上依次有背面電極1、硅片2、氧化鋁層3、石墨烯層4以及正面電極5。
[0013]實(shí)施例1:
1)將表面無損傷的P型摻雜電阻率約IΩ.Cm的硅襯底清洗干凈，并吹干；
2)在硅襯底的一面上利用原子層沉積技術(shù)生長0.2nm的氧化鋁層；
3)將單層石墨烯轉(zhuǎn)移至氧化鋁層上；
4)在硅襯底背面制作銦鎵合金電極；
5)在石墨烯上涂銀漿并烘干得到界面鈍化石墨烯/硅光電探測(cè)器。
[0014]實(shí)施例2:
1)將表面無損傷的η型摻雜電阻率約IΩ.cm的硅襯底清洗干凈，并吹干；
2)在硅襯底一面上利用原子層沉積技術(shù)生長Inm的氧化鋁層；
3)將10層石墨烯轉(zhuǎn)移至氧化鋁層上；
4)在硅襯底背面利用熱蒸發(fā)沉積金電極；
5)在石墨烯上利用磁控濺射沉積鉻鎳復(fù)合電極得到界面鈍化石墨烯/硅光電探測(cè)器。
[0015]實(shí)施例3:
1)將表面無損傷的η型摻雜電阻率約10Ω.cm的硅襯底清洗干凈，并吹干；
2)在硅襯底一面上利用原子層沉積技術(shù)生長1nm的氧化鋁層；
3)將5層石墨烯轉(zhuǎn)移至氧化鋁層上；
4)在硅襯底背面利用電子束蒸發(fā)沉積鈦鈀銀復(fù)合電極；
5)在石墨烯上利用磁控濺射沉積金電極得到界面鈍化石墨烯/硅光電探測(cè)器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器，其特征在于自下而上依次有背面電極(I )、硅片(2)、氧化鋁層(3)、石墨烯層(4)以及正面電極(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器，其特征在于所述的石墨烯層(4)中的石墨烯為I層至10層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器，其特征在于所述的硅片為η型或者P型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器，其特征在于所述的氧化鋁層(3)的厚度為0.2納米至10納米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的界面鈍化石墨烯/硅光電探測(cè)器，其特征在于所述的背面電極和正面電極均為金、鈀、銀、鈦、鉻、鎳和銦鎵合金中的一種或者幾種的復(fù)合電極。
6.制備如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將表面無損傷的硅片清洗干凈，并吹干； 2)在步驟I)處理的硅片的一面生長0.2-10nm厚的氧化鋁層； 3)將石墨烯轉(zhuǎn)移至步驟2)的氧化鋁層上； 4)在硅片的另一面上制作背面電極，在石墨烯層上制作正面電極。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種界面鈍化的石墨烯/硅光電探測(cè)器，自下而上依次有背面電極、硅片、氧化鋁層、石墨烯層以及正面電極；其制備方法為：首先在潔凈的硅片一面生長厚度為0.2~10nm的氧化鋁層，將石墨烯轉(zhuǎn)移至氧化鋁層上，然后在石墨烯以及硅片另一面上分別制作正面電極和背面電極。本發(fā)明在硅片與石墨烯之間加入氧化鋁界面鈍化層，采用這樣的特殊結(jié)構(gòu)可以提高光電探測(cè)器的光生電壓，同時(shí)可以提高其開關(guān)比，本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，便于推廣。
【IPC分類】H01L31-09, H01L31-0216, H01L31-18
【公開號(hào)】CN104600131
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510021263
【發(fā)明人】林時(shí)勝, 徐文麗, 李曉強(qiáng), 王朋, 吳志乾, 徐志娟, 章盛嬌, 鐘匯凱, 陳紅勝
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月16日