基于石墨烯场效应晶体管的光电混频器研究
发布时间：2021-11-27 08:40
研究了基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的光电混频器（Optoelectronic Mixer,OEM）。器件采用叉指电极结构,增大了器件的光吸收效率,并避免了顶栅结构栅金属对光的反射作用。采用基于7.62 cm硅基GFET的圆片工艺,实现了栅长为1μm共8指的器件制备。测试结果表明,器件的工作频率达到20 GHz。在20 GHz工作频率下,器件光探测响应度达到2.8 mA/W,光载20 GHz射频变换到1 GHz中频的混频效率为-15.87 dB。
【文章来源】：光电子技术. 2020,40(03)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
石墨烯光电混频器结构示意图
光电混频器主要采用硅基GFET工艺实现，衬底为7.62 cm高阻硅衬底，如图2所示为石墨烯光电混频器的工艺流程。首先热氧化生长440 nm厚的氧化硅层，然后光刻和ICP刻蚀深度为360 nm的氧化硅栅槽，并蒸发剥离制备Ti/Au栅金属，栅金属厚度360 nm，实际制备中厚度偏差控制在10 nm以内；随后采用原子层沉积生长15 nm厚的氧化铪介质，并旋涂固化一层超薄的BCB，用于提高石墨烯与衬底材料的黏附强度；然后转移石墨烯并光刻，采用氧等离子体打胶的方法去除非器件区域的石墨烯实现图形化；最后采用蒸发剥离制备Ti/Au源漏电极，金属厚度为440 nm。图3(a）所示为完成制备的石墨烯光电混频器7.62 cm圆片照片，图3(b）和3(c）分别为单个器件和单个电极结构的SEM照片，栅长为1μm，源漏电极长为3μm，源漏距离为3μm，单指栅宽为40μm，一共8指，因此总栅宽为320μm，石墨烯区域为51μm×40μm，其中石墨烯露出区域为24μm×40μm。
图3(a）所示为完成制备的石墨烯光电混频器7.62 cm圆片照片，图3(b）和3(c）分别为单个器件和单个电极结构的SEM照片，栅长为1μm，源漏电极长为3μm，源漏距离为3μm，单指栅宽为40μm，一共8指，因此总栅宽为320μm，石墨烯区域为51μm×40μm，其中石墨烯露出区域为24μm×40μm。3 光电混频器的测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波光子雷达及关键技术[J]. 潘时龙,张亚梅. 科技导报. 2017(20)
博士论文
[1]毫米波RoF系统中频率转换和信号传输研究[D]. 杨洪武.华中科技大学 2009
本文编号：3521927
【文章来源】：光电子技术. 2020,40(03)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
石墨烯光电混频器结构示意图
光电混频器主要采用硅基GFET工艺实现，衬底为7.62 cm高阻硅衬底，如图2所示为石墨烯光电混频器的工艺流程。首先热氧化生长440 nm厚的氧化硅层，然后光刻和ICP刻蚀深度为360 nm的氧化硅栅槽，并蒸发剥离制备Ti/Au栅金属，栅金属厚度360 nm，实际制备中厚度偏差控制在10 nm以内；随后采用原子层沉积生长15 nm厚的氧化铪介质，并旋涂固化一层超薄的BCB，用于提高石墨烯与衬底材料的黏附强度；然后转移石墨烯并光刻，采用氧等离子体打胶的方法去除非器件区域的石墨烯实现图形化；最后采用蒸发剥离制备Ti/Au源漏电极，金属厚度为440 nm。图3(a）所示为完成制备的石墨烯光电混频器7.62 cm圆片照片，图3(b）和3(c）分别为单个器件和单个电极结构的SEM照片，栅长为1μm，源漏电极长为3μm，源漏距离为3μm，单指栅宽为40μm，一共8指，因此总栅宽为320μm，石墨烯区域为51μm×40μm，其中石墨烯露出区域为24μm×40μm。
图3(a）所示为完成制备的石墨烯光电混频器7.62 cm圆片照片，图3(b）和3(c）分别为单个器件和单个电极结构的SEM照片，栅长为1μm，源漏电极长为3μm，源漏距离为3μm，单指栅宽为40μm，一共8指，因此总栅宽为320μm，石墨烯区域为51μm×40μm，其中石墨烯露出区域为24μm×40μm。3 光电混频器的测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波光子雷达及关键技术[J]. 潘时龙,张亚梅. 科技导报. 2017(20)
博士论文
[1]毫米波RoF系统中频率转换和信号传输研究[D]. 杨洪武.华中科技大学 2009
本文编号：3521927
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3521927.html
