一种基于单层石墨烯/绝缘层/硅/多层石墨烯结构的电荷注入器件

摘要

本发明公开了一种基于单层石墨烯/绝缘层/硅/多层石墨烯结构的电荷注入器件，自下而上设有栅极、多层石墨烯、硅衬底、氧化物绝缘层，氧化物绝缘层上表面设有源极和漏极，并覆盖单层石墨烯薄膜；入射光照射到器件表面时，可见光被半导体硅吸收，其产生的少数载流子积累到硅衬底中的深耗尽势阱；红外光穿过硅层被异质结吸收，产生的少数载流子注入到体硅的深耗尽势阱中。器件表面的石墨烯会耦合出与势阱中的空穴对应的等量电子，从石墨烯的电流中能够实时读出硅势阱中的电荷。本发明通过使用多层石墨烯，拓展了传统CCD器件的光谱响应范围，提高了传统CCD器件在红外波段的吸收效果；同时保持了硅基CCD噪声小、可靠性高、工艺成熟、成本低廉等特点。