[发明专利]基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

选取Si衬底并在所述Si衬底上形成SiO₂氧化层；

在所述SiO₂氧化层上外延生长本征Ge薄膜；

对所述本征Ge薄膜不同区域进行不同浓度的P型离子注入，形成本征Ge层、位于所述本征Ge层下方的P-Ge层以及位于所述P-Ge层两侧的P+Ge层；

刻蚀两侧的所述本征Ge层，以暴露所述P+Ge层以及所述P-Ge层的一部分；

在两侧的所述P+Ge层上方均形成阳极；

在所述本征Ge层上表面形成MoS₂薄膜层；

在所述MoS₂薄膜层上表面形成阴极，其中，

在所述本征Ge层上表面形成MoS₂薄膜层，包括：

采用机械剥离法获得MoS₂薄膜，并转移至所述本征Ge层的上表面，退火去除机械剥离中的杂质残留，并确认MoS₂薄膜的表面积等于或小于所述本征Ge层的表面积。

2.根据权利要求1所述的基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的制备方法，其特征在于，对所述本征Ge薄膜不同区域进行不同浓度的P型离子注入，形成本征Ge层、位于所述本征Ge层下方的P-Ge层以及位于所述P-Ge层两侧的P+Ge层，包括：

对所述本征Ge薄膜的下半部分进行P型掺杂及退火形成P-Ge层，以将所述本征Ge薄膜形成位于上半部分的本征Ge层以及位于下半部分的P-Ge层；

在所述P-Ge层的两侧进行P型掺杂以及退火，形成位于所述P-Ge层两侧的P+Ge层，从而通过在所述本征Ge薄膜不同区域进行不同浓度的掺杂将所述本征Ge薄膜划分为本征Ge层、位于所述本征Ge层下方的P-Ge层、以及位于所述P-Ge层两侧的P+Ge层，其中，所述P+Ge层的掺杂浓度大于所述P-Ge层的掺杂浓度。

3.一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器，其特征在于，利用权利要求1或2所述的制备方法进行制备，所述PIN型光电探测器包括自下而上依次设置的Si衬底(1)、SiO₂氧化层(2)和P-Ge层(5)，其中，

所述SiO₂氧化层(2)的上表面还设置有P+Ge层(4)，所述P+Ge层(4)位于所述P-Ge层(5)的侧面，所述P+Ge层(4)的掺杂浓度大于或等于1×10¹⁹cm^-3；

所述P-Ge层(5)的上表面中间部分覆盖有本征Ge层(6)，所述P+Ge层(4)上表面设置有阳极(7)，所述本征Ge层(6)的上表面覆盖有MoS₂薄膜层(8)；

所述MoS₂薄膜层(8)上表面设置有阴极(9)，所述P+Ge层(4)与所述阳极(7)形成欧姆接触，所述MoS₂薄膜层(8)与所述阴极(9)形成欧姆接触，所述MoS₂薄膜层(8)与所述本征Ge层(6)形成异质结结构。

4.根据权利要求3所述的基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器，其特征在于，所述P+Ge层(4)包括第一P+Ge层(41)和第二P+Ge层(42)，所述第一P+Ge层(41)和所述第二P+Ge层(42)均设置在所述SiO₂氧化层(2)上表面且分别位于所述P-Ge层(5)的两侧。

5.根据权利要求4所述的基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器，其特征在于，所述阳极(7)包括第一阳极(71)和第二阳极(72)，所述第一阳极(71)设置在所述第一P+Ge层(41)上表面，所述第二阳极(72)设置在所述第二P+Ge层(42)上表面，并且所述本征Ge层(6)的表面积小于所述P-Ge层(5)的表面积，使得所述第一阳极(71)和所述第二阳极(72)均与所述本征Ge层(6)具有间隔。