研究了基于石墨烯場效應(yīng)晶體管（GFET）的光電混頻器（Optoelectronic Mixer,OEM）。器件采用叉指電極結(jié)構(gòu),增大了器件的光吸收效率,并避免了頂柵結(jié)構(gòu)柵金屬對光的反射作用。采用基于7.62 cm硅基GFET的圓片工藝,實現(xiàn)了柵長為1μm共8指的器件制備。測試結(jié)果表明,器件的工作頻率達到20 GHz。在20 GHz工作頻率下,器件光探測響應(yīng)度達到2.8 mA/W,光載20 GHz射頻變換到1 GHz中頻的混頻效率為-15.87 dB。 

【文章來源】：光電子技術(shù). 2020,40(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

石墨烯光電混頻器結(jié)構(gòu)示意圖

光電混頻器主要采用硅基GFET工藝實現(xiàn)，襯底為7.62 cm高阻硅襯底，如圖2所示為石墨烯光電混頻器的工藝流程。首先熱氧化生長440 nm厚的氧化硅層，然后光刻和ICP刻蝕深度為360 nm的氧化硅柵槽，并蒸發(fā)剝離制備Ti/Au柵金屬，柵金屬厚度360 nm，實際制備中厚度偏差控制在10 nm以內(nèi)；隨后采用原子層沉積生長15 nm厚的氧化鉿介質(zhì)，并旋涂固化一層超薄的BCB，用于提高石墨烯與襯底材料的黏附強度；然后轉(zhuǎn)移石墨烯并光刻，采用氧等離子體打膠的方法去除非器件區(qū)域的石墨烯實現(xiàn)圖形化；最后采用蒸發(fā)剝離制備Ti/Au源漏電極，金屬厚度為440 nm。圖3(a）所示為完成制備的石墨烯光電混頻器7.62 cm圓片照片，圖3(b）和3(c）分別為單個器件和單個電極結(jié)構(gòu)的SEM照片，柵長為1μm，源漏電極長為3μm，源漏距離為3μm，單指柵寬為40μm，一共8指，因此總柵寬為320μm，石墨烯區(qū)域為51μm×40μm，其中石墨烯露出區(qū)域為24μm×40μm。

圖3(a）所示為完成制備的石墨烯光電混頻器7.62 cm圓片照片，圖3(b）和3(c）分別為單個器件和單個電極結(jié)構(gòu)的SEM照片，柵長為1μm，源漏電極長為3μm，源漏距離為3μm，單指柵寬為40μm，一共8指，因此總柵寬為320μm，石墨烯區(qū)域為51μm×40μm，其中石墨烯露出區(qū)域為24μm×40μm。3 光電混頻器的測試

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微波光子雷達及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 潘時龍,張亞梅.  科技導(dǎo)報. 2017(20)

博士論文
[1]毫米波RoF系統(tǒng)中頻率轉(zhuǎn)換和信號傳輸研究[D]. 楊洪武.華中科技大學 2009



本文編號：3521927