本文针对石墨烯/硅肖特基结光电探测器进行了研究,完成了器件的制备和测试,从能带角度研究了器件的I-V、C-V特性、石墨烯/氮化硅/硅(金属-绝缘层-半导体)电容器对器件的影响以及氧化铝界面层对器件的改进。首先介绍了实验方法,包括制备器件涉及到的器件工艺、石墨烯的转移、石墨烯的表征以及石墨烯/硅光电探测器的基本原理——肖特基结等。接着研究了石墨烯/硅光电探测器的I-V、C-V特性,在808 nm近红外光的照射下,器件反向电流和正向电流大小接近,归因于氮化硅/硅界面堆积的光生空穴向石墨烯/硅肖特基结的扩散,器件光响应度为0.26 A/W。基于热发射模型从I-V暗电流曲线提取的肖特基势垒高度及理想因子分别为0.859 eV和2.3。利用肖特基二极管耗尽层电容公式从C2-V曲线提取的势垒高度随着频率的增加而增加并趋于稳定在0.82 eV。由于界面态的影响,石墨烯/硅肖特基结耗尽层宽度随频率增加而增加,而硅施主原子的掺杂浓度及器件电容则随频率增加而减小。最后从界面工程的角度,在石墨烯与硅之间利用原子层沉积技术生长厚度可控的氧化铝界面层对器件改进。结果表明,带有3 nm氧化铝界面层较之无氧化铝层的石墨烯/硅光电探测器,暗电流下降了一个数量级以上,肖特基势垒高度从0.859 eV增加到0.910 eV,有利于光生载流子的分离,减少界面复合,光响应度从0.26 A/W上升到0.44 A/W。受界面缺陷的影响,电容出现一个峰值,理想因子从2.3上升到5.38。氧化铝界面层厚度从3 nm降低到2 nm时,暗电流升高,然而光响应度却从0.44 A/W增加到0.62 A/W,归因于较厚的界面层阻碍空穴的隧穿导致堆积,造成界面处载流子的高复合,光电流降低。