CN111129185B - 一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关及其制备工艺，GaAs衬底的上、下表面均设有接触电极，两处接触电极分别作为GaAs光导开关的阳极和阴极，两处接触电极的表面均设有外接电极，两处接触电极与GaAs衬底之间均设有石墨烯层，GaAs衬底的上表面还覆盖有钝化层，接触电极从石墨烯层至外接电极方向依次为Ni层、Ge层、Au层、Ni层和Au层。本发明将高质量的石墨烯转移到目标衬底上再在表面上镀上金属形成砷化镓‑石墨烯‑金属的复合结构，匀化电场，电流不集中，产生的热量也就相对较少，这对于器件的散热和寿命有着很大的作用。

Description

一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关及其制备 工艺
技术领域
本发明是涉及一种砷化镓光导开关技术领域，具体涉及是一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关及其制备工艺。
背景技术
砷化镓光导开关具有很多优点，比如结构简单，响应速度快，耐高压，触发抖动小，开关精度高，可用于开关精度高，THz技术，高功率光通讯以及噪声大的环境，在超高速电子学和瞬间电磁波技术中有着广阔的应用前景，其在武器点火、雷达通信、环境监测等领域也有有着重要应用，而且在生物、医学等其他领域光导开关也渐渐展现出重要的应用。
但是传统砷化镓光导开关器件，也存在很多需要相关人员解决的难题，砷化镓光导开关(PCSS)大功率芯片因内部温升过快、热应力蓄积而导致的可靠性低、使用寿命短的技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关及其制备工艺，目前大多数的光导开关是围绕砷化镓和多层金属形成欧姆接触的原理在制作，但是开关器件面临着寿命短，散热不均匀，容易烧坏等现象，本发明将高质量的石墨烯转移到目标衬底上再在表面上镀上金属形成砷化镓-石墨烯-金属的复合结构，匀化电场，电流不集中，产生的热量也就相对较少，这对于器件的散热和寿命有着很大的作用。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关，包括GaAs衬底、接触电极、外接电极、和石墨烯层，GaAs衬底的上、下表面均设有接触电极，两处接触电极分别作为GaAs光导开关的阳极和阴极，两处接触电极的表面均设有外接电极，两处接触电极与GaAs衬底之间均设有石墨烯层，GaAs衬底的上表面还覆盖有钝化层，接触电极从石墨烯层至外接电极方向依次为Ni层、Ge层、Au层、Ni层和Au层。
两处接触电极分别位于GaAs衬底的两侧。
接触电极、外接电极、和石墨烯层均为的形状均为圆角矩形，长度和宽度相同，两处接触电极相互平行。
钝化层为SiN钝化层。
GaAs衬底的厚度为600um，接触电极的厚度为296.5nm，外接电极的厚度为700nm，石墨烯层的厚度为0.34nm，钝化层的厚度为400nm，Ni层的厚度为1.5nm，Ge层的厚度为26nm，Au层的厚度为104nm，Ni层的厚度为26nm，Au层的厚度为130nm。
制备所述GaAs光导开关的方法，包括如下步骤：
S1，将石墨烯薄膜移至GaAs衬底的上、下表面，得到第一复合结构；
S2，将第一复合结构烘干，在表面上做图形化，使石墨烯薄膜表面裸露出接触电极对应的区域，形成第二复合结构；
S3，在第二复合结构上依次蒸镀Ni层、Ge层、Au层、N i层和Au层，形成第三复合结构；
S4，将第三复合结构做lift off工艺，使石墨烯薄膜表面保留接触电极，得到第四复合结构；
S5，将第四复合结构上裸露的石墨烯刻蚀掉，得到第五复合结构；
S6，将第五复合结构做退火处理，得到第六复合结构；
S7，在第六复合结构表面做钝化层，形成第七复合结构；
S8，在第七复合结构表面做图形化，覆盖掩膜，仅使接触电极上表面的钝化层裸露，形成第八复合结构；
S9，去除接触电极上表面的钝化层，之后去除掩膜，形成第九复合结构；
S10，在第九复合结构表面上做图形化，覆盖掩膜，仅使阳极接触电极上表面裸露，形成第十复合结构；
S11，在第十复合结构表面蒸镀金属层，并做lift off工艺，制备出外接电极。
做图形化时，采用光刻胶。
S5中，利用氧等离子体将第四复合结构上裸露的石墨烯刻蚀掉，氧气的气体流量为20-25sccm，时间为180-200s。
S6中，退火处理时，退火气体采用超纯氮气。
S11中，在第十复合结构表面蒸镀金属层依次为Ag和Au两层。
本发明具有如下有益效果：
本发明的GaAs光导开关以柔性的石墨烯高导热炭为芯片散热材料，在芯片热端电极引入石墨烯层，利用石墨烯碳材料高热导率的性能优势，将芯片工作过程中产生的局部区域热量及时传导至芯片面内低温区，抑制芯片内部热量累计。本发明实现在热端电极与砷化镓之间引入石墨烯散热层，达成消除极热点和温度匀化。通过该研究为后期提高芯片可靠性、增加芯片寿命做准备。本发明的阳极采用的是石墨烯-金属的复合结构，石墨烯表面的欧姆接触金属层依次是Ni层、Ge层、第一Au层、Ni层和第二Au层，第一层金属Ni层，该金属要性能稳定，作为粘附层，用来增加导电金属层、阻挡金属层和接触金属层之间的附着力同时也对各层金属进行热电匹配。金属Ge作为掺杂金属层可以使金半接触界面成为浓度很高的金属-n+结构，从而使Schottky势垒变得很薄，增大电子以场发射效应穿过势垒形成的隧穿电流。金属Ni作为阻挡金属层一是阻挡各层金属之间、金属与半导体之间的相互渗透，避免高阻化合物的形成，二是利用惰性金属阻挡层来提高欧姆电极的耐腐蚀和耐高温的能力，电极金属系统最外面的一层是导电金属层，通常要求有较好的稳定性、较低的电阻率、较强的抗腐蚀性和并且比较容易焊接。导电层厚度一般比较厚可达μm级，这会使得电流容量大为增加。GaAs衬底的上、下表面均设有接触电极，两处接触电极分别作为GaAs光导开关的阳极和阴极，本发明将GaAs光导开关的阳极和阴极做在了异面上，设计不同的电极相对距离能够提高击穿电压。
进一步的，接触电极、外接电极、和石墨烯层均为的形状均为圆角矩形，长度和宽度相同，两处接触电极相互平行，因此能够使电极的边缘尽量避免尖端，能够使表面电势分布均匀，抑制表面电场的集中。
本发明制备GaAs光导开关的方法其工艺过程明了、简单，制备出的GaAs光导开关散热性能好、寿命高，适合批量化生产加工。
附图说明
图1是本发明实施例中体结构砷化镓光导开关的结构示意图；
图2是本发明实施例中砷化镓-石墨烯-金属电极复合结构光导开关的流程图；
图3是本发明实施例中砷化镓-石墨烯-金属电极复合结构的结构示意图；
图中，1：GaAs衬底；2：石墨烯层；3：接触电极；3-1：Ni层；3-2：Ge层；3-3：第一Au层；3-4：Ni层；3-5：第二Au层；4：外接电极；5：钝化层。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明砷化镓光导开关的结构示意图.
参照图1和图3，本发明的GaAs光导开关，包括GaAs衬底1、接触电极3、外接电极4、和石墨烯层2，GaAs衬底1的上、下表面均设有接触电极3，两处接触电极3分别作为GaAs光导开关的阳极和阴极，两处接触电极3的表面均设有外接电极4，两处接触电极3与GaAs衬底1之间均设有石墨烯层2，GaAs衬底1的上表面还覆盖有钝化层5，接触电极3从石墨烯层2至外接电极4方向依次为Ni层、Ge层、第一Au层、Ni层和第二Au层。
作为本发明优选的实施方案，参照图1，两处接触电极3分别位于GaAs衬底1的两侧。
作为本发明优选的实施方案，参照图1，接触电极3、外接电极4、和石墨烯层2均为的形状均为圆角矩形，长度和宽度相同，两处接触电极3相互平行。
作为本发明优选的实施方案，钝化层为SiN钝化层。
作为本发明优选的实施方案，参照图3，GaAs衬底1的厚度为600um，接触电极3的厚度为296.5nm，外接电极4的厚度为700nm，石墨烯层2的厚度为0.5nm左右，钝化层5的厚度为400nm，Ni层的厚度为1.5nm，Ge层的厚度为26nm，第一Au层的厚度为104nm，Ni层的厚度为26nm，第二Au层的厚度为130nm。
本发明的GaAs光导开关在使用时，电流斜对角流经器件内部，器件的上下面为阳极电极和阴极电极两部分，阴阳极的电极都采用的是石墨烯-金属的复合结构，石墨烯表面的欧姆接触金属层依次是Ni层、Ge层、Au层、Ni层和Au层，第一层金属Ni层，该金属要性能稳定，作为粘附层，用来增加导电金属层、阻挡金属层和接触金属层之间的附着力同时也对各层金属进行热电匹配。金属Ge作为掺杂金属层可以使金半接触界面成为浓度很高的金属-n+结构，从而使Schottky势垒变得很薄，增大电子以场发射效应穿过势垒形成的隧穿电流；金属Ni作为阻挡金属层一是阻挡各层金属之间、金属与半导体之间的相互渗透，避免高阻化合物的形成，二是利用惰性金属阻挡层来提高欧姆电极的耐腐蚀和耐高温的能力，电极金属系统最外面的一层是导电金属层，通常要求有较好的稳定性、较低的电阻率、较强的抗腐蚀性和并且比较容易焊接。导电层厚度一般比较厚可达μm级，这会使得电流容量大为增加。Au、Al、Ag等金属可以用作导电层。虽然AuGeNi金属体系有以上的优点，但是在制备欧姆接触的过程中，还是会有金属界面形貌平坦度及质量的退化、热不稳定等问题。
为此，为了增加功率器件的耐压能力，本发明设计了异面结构，设计不同的电极相对距离来提高击穿电压，电极的边缘尽量避免尖端，使得它的边角平滑，这样做可以很好匀化电场。在此基础上，利用石墨烯的导电性和散热性，提出新型光导开关的新结构，这样在前面的基础更加能匀化电场和散热，以此提高器件的使用寿命。
参照图2，本发明制备GaAs光导开关的工艺，包括如下步骤：
S1，将石墨烯薄膜移至GaAs衬底1的上、下表面，得到第一复合结构；
S2，将第一复合结构烘干，在表面上做图形化，使石墨烯薄膜表面裸露出接触电极3对应的区域，形成第二复合结构；
S3，在第二复合结构上依次蒸镀Ni层、Ge层、Au层、N i层和Au层，形成第三复合结构；
S4，将第三复合结构做lift off工艺，使石墨烯薄膜表面保留接触电极3，得到第四复合结构；
S5，将第四复合结构上裸露的石墨烯刻蚀掉，得到第五复合结构；
S6，将第五复合结构做退火处理，得到第六复合结构；
S7，在第六复合结构表面做钝化层，形成第七复合结构；
S8，在第七复合结构表面做图形化，覆盖掩膜，仅使接触电极3上表面的钝化层裸露，形成第八复合结构；
S9，去除接触电极3上表面的钝化层，之后去除掩膜，形成第九复合结构；
S10，在第九复合结构表面上做图形化，覆盖掩膜，仅使阳极接触电极3上表面裸露，形成第十复合结构；
S11，在第十复合结构表面蒸镀金属层，并做lift off工艺，制备出外接电极4。
作为本发明优选的实施方案，做图形化时，采用光刻胶。
作为本发明优选的实施方案，S5中，利用氧等离子体将第四复合结构上裸露的石墨烯刻蚀掉，氧气的气体流量为20-25sccm，时间为180-200s。
作为本发明优选的实施方案，S6中，退火处理时，退火气体采用超纯氮气。
作为本发明优选的实施方案，S11中，在第十复合结构表面蒸镀金属层依次为Ag和Au两层。
作为本发明优选的实施方案，参照图2，本发明制备GaAs光导开关的工艺，包括如下步骤：
S1，在Cu衬底上生长石墨烯；
S2，将石墨烯通过提拉法转移至半绝缘的GaAs衬底的上下表面，得到第一复合结构；
具体过程如下：
1)涂PMMA：剪约1×1cm2长有石墨烯的Cu箔，平放于蓝膜上，镊子轻压四个角，用滴管吸取PMMA(桌上棕色小玻璃瓶)滴在Cu箔上，覆盖面积2/3以上，关闭匀胶机盖子，点击启动按钮，开始旋涂，倒计时结束后完成涂胶；
2)前烘：90℃烘干1min；
3)刻蚀Cu衬底：擦洗背面的PMMA和石墨烯，将涂有PMMA的Cu衬底放入刻蚀液中刻蚀约4-5h，有PMMA的一面(颜色较深，发红)朝上，待完全看不到Cu衬底后，刻蚀结束；
4)转移石墨烯：利用洁净的载玻片将刻蚀掉生长基底的石墨烯/PMMA薄膜从刻蚀液中捞出，在去离子水中将薄膜漂洗3-5分钟，最好重复该步骤3次以上。将石墨烯转到硅片衬底目标位置上，将样品放在干净的无尘纸上晾5-10分钟，使薄膜和衬底之间的水晾干；
5)后烘：将转有石墨烯的样品放于加热板上，90℃烘干至少30min；
6)去胶：烘干后用镊子夹取样品放于无尘纸上，洗三个干净的培养皿，分别倒入丙酮、异丙醇和无水乙醇，分别用培养皿盖住。将样品放入丙酮中浸泡8-10min，浸泡过程中用镊子夹住样品不断晃动，使融掉的PMMA快速散去，8-10min后换新的丙酮，浸泡样品40min左右(由于丙酮挥发很快，需用培养皿盖住)，然后用异丙醇、无水乙醇和去离子水清洗；
7)干燥：去胶之后，先使用高压N2枪吹掉样品表面残留的水渍，然后将样品放置在90℃的热板上烘烤10min左右。
S3，将第一复合结构烘干，在表面上做图形化，形成第二复合结构；
利用光刻胶在第一复合结构上做图形化。
S4，在第二复合结构上利用电子束蒸发台，蒸镀五层金属，形成第三复合结构；
电子束蒸发五层金属，依次是Ni层、Ge层、Au层、Ni层和Au层，五层金属的总厚度是300nm。
S5，将第三复合结构做lift off工艺，使石墨烯薄膜表面保留接触电极，得到第四复合结构；
S6，将第四复合结构利用氧等离子体刻蚀裸露的石墨烯，得到第五复合结构；
将第四复合结构做氧等离子体，氧气的气体流量为20-25sccm，时间为180-200s。
S7，将第五复合结构利用快速退火炉做退火处理，得到第六复合结构，其中石墨烯与目标衬底表面相贴合并且在金属和目标衬底半绝缘GaAs中间；
S8，在第六合结构的上下表面做钝化层，钝化材料是氮化硅，形成第七复合结构；
S9，在第七复合结构表面做图形化，覆盖掩膜，仅使接触电极上表面的钝化层裸露，形成第八复合结构；
S10，将第八复合结构利用ICP刻蚀裸露的氮化硅，并清洗掩膜作用的光刻胶，形成第九复合结构；
S11，在第九复合结构表面上做图形化，覆盖掩膜，仅使阳极接触电极上表面裸露，形成第十复合结构；
S12，在第十复合结构上利用电子束蒸发台，蒸镀两层金属，形成第十一复合结构；
电子束蒸镀的金属为Ag和Au两层，总厚度为1μm。
S13，将第十一复合结构做lift off工艺，制备出外接电极，最终得到本发明GaAs光导开关。
实施例1
选取四英寸晶向<100>的半绝缘砷化镓双抛光片，厚度为600μm，利用丙酮，硫酸等工艺清洗砷化镓表面，去除表面杂质。
1)CVD石墨烯与砷化镓的复合结构制备
在厚度为25μm厚的Cu箔上，利用CVD的方法生长石墨烯，将石墨烯通过提拉法转移至半绝缘的GaAs表面，得到第一复合结构。
2)将第一复合结构作图形化：
第一次光刻(正反面)：
(1)涂光刻胶AZ-5214(2)匀胶(3)前烘(4)曝光(5)显影(6)后烘(7)UVO去残胶；
3)接着在表面做五层金属(正反面)作为电极(Ni层、Ge层、Au层、Ni层和Au层)五层金属的总厚度为296.5nm；
4)接着进行去胶(lift off工艺去除有光刻胶的部分，光刻胶上面的金属也随之而去，呈现实验需要的金属电极)；
5)接着进行氧等离子体轰击，去除裸露的石墨烯，保留金属下面的石墨烯；
6)然后利用快速退火炉(RTA)退火，退火气体：超纯氮气；
7)然后在器件上表面进行钝化层SiN沉积：PECVD，400nm厚度；
8)然后再用第一次光刻掩膜版做第二次光刻(正反面)；
9)然后进行ICP刻蚀，刻蚀暴露在外面的氮化硅，刻蚀之后去除掩膜光刻胶；
10)然后再对器件做第三次光刻(正反面)：加厚图形掩膜，光刻工艺与步骤如上述；
11)然后再对器件表面镀两层金属，金属类型为Ag和Au，厚度为700nm；
12)然后进行去胶，去除掩膜位置的光刻胶，形成第九复合结构，得到外接电极4，然后用划片机划取5×5mm的小晶片。器件在两端的电压为10V的时候暗电流在30-40nA之间，并且在9000V以上未发生击穿现象。
实施例2
选取四英寸晶向<100>的砷化镓双抛光片，电阻率≥10Ωcm，厚度为600μm，利用丙酮，硫酸等工艺清洗砷化镓表面，去除表面杂质。
1)CVD石墨烯与砷化镓的复合结构制备
在厚度为25μm厚的Cu箔上，利用CVD的方法生长石墨烯，将石墨烯通过提拉法转移至半绝缘的GaAs表面，得到第一复合结构。
2)将第一复合结构作图形化：
第一次光刻(正反面)：
(1)涂光刻胶AZ-5214(2)匀胶(3)前烘(4)曝光(5)显影(6)后烘(7)UVO去残胶；
3)接着在表面做五层金属(正反面)作为电极(Ni层、Ge层、Au层、Ni层和Au层)五层金属的总厚度为296.5nm；
4)接着进行去胶(lift off工艺去除有光刻胶的部分，光刻胶上面的金属也随之而去，呈现实验需要的金属电极)；
5)接着进行氧等离子体轰击，去除裸露的石墨烯，保留金属下面的石墨烯；
6)然后利用快速退火炉(RTA)退火，退火气体：超纯氮气；
7)然后在器件上表面进行钝化层SiN沉积：PECVD，600nm厚度；
8)然后再用第一次光刻掩膜版做第二次光刻(正反面)；
9)然后进行ICP刻蚀，刻蚀暴露在外面的氮化硅，刻蚀之后去除掩膜光刻胶；
10)然后再对器件做第三次光刻(正反面)：加厚图形掩膜，形成第七复合结构，光刻工艺与步骤如上述；
11)然后再对器件表面镀两层金属，金属类型为Ag和Au，厚度为700nm；
12)然后进行去胶，去除掩膜位置的光刻胶，形成第九复合结构，得到外接电极4，然后用划片机划取5×5mm的小晶片。器件在两端的电压为10V的时候暗电流在20-30nA之间，并且在1000V以上未发生击穿现象。
实施例3
选取四英寸晶向<100>的砷化镓双抛光片，电阻率≥10Ωcm，厚度为600μm，利用丙酮，硫酸等工艺清洗砷化镓表面，去除表面杂质。
1)CVD石墨烯与砷化镓的复合结构制备
在厚度为25μm厚的Cu箔上，利用CVD的方法生长石墨烯，将石墨烯通过提拉法转移至半绝缘的GaAs表面，得到第一复合结构。
2)将第一复合结构作图形化：
第一次光刻(正反面)：
(1)涂光刻胶AZ-5214(2)匀胶(3)前烘(4)曝光(5)显影(6)后烘(7)UVO去残胶；
3)接着在表面做五层金属(正反面)作为电极(Ni层、Ge层、Au层、Ni层和Au层)五层金属的总厚度为296.5nm；
4)接着进行去胶(lift off工艺去除有光刻胶的部分，光刻胶上面的金属也随之而去，呈现实验需要的金属电极)；
5)接着进行氧等离子体轰击，去除裸露的石墨烯，保留金属下面的石墨烯；
6)然后利用快速退火炉(RTA)退火，退火气体：超纯氮气；
7)然后在器件上表面进行钝化层SiN沉积：PECVD，400nm厚度；
8)然后再用第一次光刻掩膜版做第二次光刻(正反面)；
9)然后进行ICP刻蚀，刻蚀暴露在外面的氮化硅，刻蚀之后去除掩膜光刻胶；
10)然后再对器件做第三次光刻(正反面)：加厚图形掩膜，形成第七复合结构，光刻工艺与步骤如上述；
11)然后再对器件表面镀加厚层金属，金属类型为Au，厚度为600nm；
12)然后进行去胶，去除掩膜位置的光刻胶，形成第九复合结构，得到外接电极4，然后用划片机划取5×5mm的小晶片。器件在两端的电压为10V的时候暗电流在30-40nA之间，并且在9000V以上未发生击穿现象。
由上述实验看出，本发明通过在不改变开关的原料的基础上，提出新的石墨烯金属电极复合结构，制作的砷化镓光导开关，提高了电极的使用寿命，工作电压和电极的耐压性能，从而促进了光导开关的小型化耐用的发展。

Claims (10)

1.一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关，其特征在于，包括GaAs衬底（1）、接触电极（3）、外接电极（4）和石墨烯层（2），GaAs衬底（1）的上、下表面均设有接触电极（3），两处接触电极（3）分别作为GaAs光导开关的阳极和阴极，两处接触电极（3）的表面均设有外接电极（4），两处接触电极（3）与GaAs衬底（1）之间均设有石墨烯层（2），GaAs衬底（1）的上表面还覆盖有钝化层（5），接触电极（3）从石墨烯层（2）至外接电极（4）方向依次为Ni层、Ge层、第一Au层、Ni层和第二Au层；
Ni层的厚度为1.5nm，Ge层的厚度为35nm，第一Au层的厚度为104nm，Ni层的厚度为26nm，第二Au层的厚度为130nm。
2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关，其特征在于，两处接触电极（3）分别位于GaAs衬底（1）的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关，其特征在于，接触电极（3）、外接电极（4）和石墨烯层（2）均为的形状均为圆角矩形，长度和宽度相同，两处接触电极（3）相互平行。
4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关，其特征在于，钝化层为SiN钝化层。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关，其特征在于，GaAs衬底（1）的厚度为600um，接触电极（3）的厚度为296.5nm，外接电极（4）的厚度为700nm，石墨烯层（2）的厚度为0.34nm，钝化层（5）的厚度为400nm。
6.制备权利要求1-5任意一项所述的一种基于石墨烯界面层的异面结构GaAs光导开关的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将石墨烯薄膜移至GaAs衬底（1）的上、下表面，得到第一复合结构；
S2，将第一复合结构烘干，在表面上做图形化，使石墨烯薄膜表面裸露出接触电极（3）对应的区域，形成第二复合结构；
S3，在第二复合结构上依次蒸镀Ni层、Ge层、Au层、N i层和Au层，形成第三复合结构；
S4，将第三复合结构做lift off工艺，使石墨烯薄膜表面保留接触电极（3），得到第四复合结构；
S5，将第四复合结构上裸露的石墨烯刻蚀掉，得到第五复合结构；
S6，将第五复合结构做退火处理，得到第六复合结构；
S7，在第六复合结构表面做钝化层，形成第七复合结构；
S8，在第七复合结构表面做图形化，覆盖掩膜，仅使接触电极（3）上表面的钝化层裸露，形成第八复合结构；
S9，去除接触电极（3）上表面的钝化层，之后去除掩膜，形成第九复合结构；
S10，在第九复合结构表面上做图形化，覆盖掩膜，仅使阳极接触电极（3）上表面裸露，形成第十复合结构；
S11，在第十复合结构表面蒸镀金属层，并做lift off工艺，制备出外接电极（4）。
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，做图形化时，采用光刻胶。
8.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，S5中，利用氧等离子体将第四复合结构上裸露的石墨烯刻蚀掉，氧气的气体流量为20-25sccm，时间为180s-200s。
9.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，S6中，退火处理时，退火气体采用超纯氮气。
10.根据权利要求6所述的工艺，S11中，在第十复合结构表面蒸镀金属层依次为Ag和Au两层。
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