[发明专利]一种短沟道半导体/石墨烯异质结光探测器的构筑方法

摘要

本发明公开了一种短沟道半导体/石墨烯异质结光探测器的构筑方法，首先，将平均直径为100纳米的ZnS纳米线以接近90°的角度转移到石墨烯条带上，构建由石墨烯条带与单根ZnS纳米线交叉的结构；之后，使用光刻技术，在与单根ZnS纳米线交叉的石墨烯条带上镀Au薄膜并随后除去ZnS纳米线掩膜来制作有着低于100纳米间隙的Au电极；最后，将ZnSe薄膜镀在位于Au电极间隙中的石墨烯条带上，短沟道半导体/石墨烯异质结光探测器就构筑完成了。本发明工艺简单，成本低廉，具有较好的实用价值。

主权项

一种短沟道半导体/石墨烯异质结光探测器的构筑方法，其特征在于包括以下步骤：(1) 石墨烯的生长和转移：利用CVD法在1050°C~1100°C环境下通入20 sccm CH4和100 sccmH2 40分钟，在铜箔表面生长单层连续石墨烯；随后使用PMMA作为载体将石墨烯转移至300纳米SiO2/Si基底上；再通过在350°C~450℃环境下通入10 sccm H2和20 sccm Ar低压退火1.5~2小时，除去用于石墨烯转移的PMMA载体，完成石墨烯的无缝转移；(2) ZnS纳米线的生长：ZnS纳米线通过气‑液‑固机制生长机制，使用物理气相沉积法进行生长，具体为：将装有ZnS粉末的陶瓷舟放置在石英管的中心位置，将覆盖着很薄的Au薄膜的硅基底放置在位于石英管下游的另一陶瓷舟上，将炉加热至1050 ℃~1150°C，通入200sccm Ar并在该温度下保持90~100分钟；(3) ZnS纳米线与石墨烯条带交叉结构的构筑：在将石墨烯薄膜转移到300纳米SiO2/Si基底上之后，利用O2等离子体蚀刻在通过光刻技术图案化的石墨烯上制备宽度为5微米的石墨烯条带阵列；之后，将ZnS纳米线以接近90°的角度转移到石墨烯条带上；(4) 器件构筑：通过光刻技术选定所需区域，将厚度为18~20纳米Au薄膜镀在覆有单根ZnS纳米线与石墨烯条带交叉的区域上；在去除光刻胶之后，用稀H2SO4去除被Au薄膜覆盖着的ZnS纳米线；最后，在通过光刻技术固定该区域之后，将ZnSe薄膜镀在位于Au缝隙中的石墨烯条带上。