CN107785452B - 双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器及其制备方法，该方法包括：选取Si衬底；生长Ge籽晶层；生长Ge主体层；生长SiO2层；将整个衬底材料加热至700℃，采用连续激光工艺晶化，激光波长为808nm，光斑尺寸10mm×1mm，功率为1.5kW/cm2，移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；去除SiO2层；连续生长N型Ge层、本征Ge阻挡层、本征GeSn层、本征Ge阻挡层、P型Ge层及Si帽层；刻蚀形成台阶，在整体衬底表面生长Ni材料，刻蚀所述Ni材料，最终形成该光电探测器。采用GeSn材料做光电探测器，其速度快，发光效率高，光谱响应范围广，工艺简单，器件的性能优良；另外，双本征Ge阻挡层实现了GeSn层与掺杂的Ge层的分离，从而减少了掺杂对有源层质量的影响。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器。
背景技术
目前，市场上大部分的半导体探测器都是使用直接带隙的III-V族材料制作的，如InGaAs和InSb等材料。由于这类器件价格昂贵且工艺步骤复杂，人们希望利用成熟的Si工艺技术来降低成本。同为IV族元素的Ge，由于可以和Si的工艺完全兼容，近年来逐渐成为Si基探测器研究的热点。虽然Ge与Si同属于间接带隙材料，但是在室温下其直接带隙为0.8eV，仅比间接带隙大0.134ev，而且Ge的能带结构容易通过张应变和N型掺杂来调控，使其变为准直接带隙材料，从而可以大大地提高载流子吸收系数。
国内外Ge改性实现的一个重要方法是采用GeSn合金化的手段：当Sn含量达到一定组分时，可获得直接带隙改性Ge半导体。GeSn合金材料是近年兴起的新型半导体材料，载流子迁移率高、能带结构可调，将转变为直接带隙半导体材料，易发射和吸收光，特别是与成熟硅微电子工艺的兼容性，使其在硅基光电子器件如发光器件、光电探测器、光调制器以及高迁移率场效应晶体管等方面得到了广泛的研究与应用。改性后的Ge半导体可应用于光电子器件，其转换效率高，直接带隙光吸收效率与Ⅲ-Ⅴ族半导体相当。在探测器设计方面，优选具有高的Sn的组份和低暗电流的GeSn光电探测器，可显著提高在光谱响应和特殊检测率方面器件性能。GeSn光电探测器工作范围可以覆盖近红外和短波红外(NIR，SWIR)波长，不会像Ge探测器那样，在波长大于1550nm后，响应迅速下降，截止于1600nm。2009年12月美国亚利桑那州立大学(ASU)首次报导了UHV/CVD生长的硅基GeSn光电探测器。该探测器只引入2％的Sn，但是其响应范围覆盖了所有的光通信波段，在1700nm左右仍然具有响应。GeSn光电探测器以其灵敏面积准确，体积小，漏电流小，稳定性好等优点，在当前国内外有广阔的应用前景。
因此，对GeSn合金材料实现方式及GeSn探测器的相关研究已成为当前国内外研究的热点和重点。
Si基光电集成技术已日趋成熟，Si在地壳中储量巨大，获取方便且便宜，其机械强度和热性质好。以Si衬底为基片，制作光电探测器，便于集成，而且可以降低成本，理论上就能实现光信息高速传输。但Si与GeSn之间存在着很大的晶格失配问题，制备出的GeSn材料质量往往比较差。一个常见的解决方法是在Si衬底上利用低温-高温两步法生长Ge缓冲层。但两步法制备Ge缓冲层无法解决Ge/Si界面存在螺位错和表面粗糙度的问题，从而限制了GeSn探测器的探测效率。为了避免位错缺陷在外延的过程中沿纵向扩展而导致Ge/Si虚衬底晶体质量降低，可采用Ge/Si横向结晶生长的方法，抑制缺陷的扩展从而获得高质量的Ge/Si虚衬底。激光晶化技术是一种热致相变横向结晶的方法，是解决该问题的有效方案。
此外，影响GeSn层质量的因素还有来自PIN探测器中Ge层的掺杂源的无意掺杂，这会降低本征GeSn层的晶体质量。因此，本发明提出了本征阻挡层结构来解决这一问题。由于本征Ge阻挡层的存在，实现了GeSn层与其他掺杂Ge层的隔离，有利于实现高质量的GeSn层，从而使GeSn探测器获得优良的器件性能。
发明内容
因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种基于Ge/Si虚衬底的双本征Ge阻挡层GeSn合金光电探测器及其制备方法。
具体地，本发明一个实施例提出的一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器的制备方法，包括：
S101、选取单晶Si衬底材料；
S102、在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述单晶Si衬底上生长厚度为40～50nm的Ge籽晶层；
S103、在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述Ge籽晶层表面生长厚度为150～250nm的Ge主体层；
S104、利用CVD工艺在所述Ge主体层表面上淀积厚度为150nm第一SiO2层；
S105、将包括所述单晶Si衬底、所述Ge籽晶层、所述Ge主体层及所述第一SiO2层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；
S106、自然冷却整个衬底材料；
S107、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述第一SiO2层，以得到Ge/Si虚衬底；
S108、在600℃～650℃温度下，在所述晶化Ge层表面淀积厚度为280～300nm的N型Ge层，掺杂浓度为5×1018cm-3；
S109、在400℃温度和0.2Torr压强下，以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述N型Ge层表面生长厚度15～20nm的本征Ge层；
S110、在H2氛围中将温度将低至350℃温度，以SnCl4和GeH4作为Sn和Ge源，在所述本征Ge层表面生长厚度为250～300nm的GeSn层；
S111、在400℃温度和0.2Torr压强下，以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述GeSn层表面生长厚度为15～20nm的本征Ge层；
S112、以每分钟升高1℃的速度对整个衬底进行升温至600℃，同时稳定GeH4气体源的压强，在达到600℃后，引入1％的B2H6作为B源，在所述本征Ge层表面生长厚度为100～150nm的P型Ge层；
S113、在300℃～350℃温度下，在所述P型Ge层表面淀积厚度为5～10nm的Si帽层；
S114、利用反应离子刻蚀工艺进行对所述Si帽层、所述P型Ge层、所述本征Ge层、所述GeSn层及所述本征Ge层进行刻蚀，刻蚀的深度为500nm，形成台阶；
S115、利用PECVD工艺在整个衬底表面淀积厚度为200～250nm的SiO2钝化层；
S116、利用刻蚀工艺选择性刻蚀掉指定区域的SiO2材料形成接触孔；
S117、利用电子束蒸发工艺淀积厚度为150～200nm的Ni材料；
S118、利用刻蚀工艺刻蚀所述Ni材料以形成所述双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器。
本发明另一个实施例提出的一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器，包括：单晶Si衬底、晶化Ge层、N型Ge层、本征Ge层、GeSn层、本征Ge层、P型Ge层及Si帽层；其中，所述双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器由上述实施例提供的方法制备形成。
本发明再一个实施例提出的一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器的制备方法，包括：
选取Si衬底；
第一温度范围下，在所述Si衬底表面生长Ge籽晶层；
第二温度范围下，在所述Ge籽晶层表面生长Ge主体层；
在所述Ge主体层表面生长第一SiO2层；
将整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；
去除所述第一SiO2层；
在所述晶化Ge层表面连续生长N型Ge层、本征Ge层、GeSn层、本征Ge层、P型Ge层及Si帽层；
对所述Si帽层、所述P型Ge层、所述本征Ge层、所述GeSn层及所述本征Ge层进行刻蚀，形成台阶；
在整体衬底表面生长Ni材料，刻蚀所述Ni材料，最终形成基于Ge/Si虚衬底的合金光电探测器。
在本发明的一个实施例中，所述第一温度范围为：275℃～325℃；所述第二温度范围为：500℃～600℃。
在本发明的一个实施例中，在所述晶化Ge层表面连续生长N型Ge层、本征Ge层、GeSn层、本征Ge层、P型Ge层及Si帽层，包括：
利用减压CVD工艺在所述晶化Ge层表面生长所述N型Ge层；
以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述N型Ge层表面生长所述本征Ge层；
以SnCl4和GeH4作为Sn和Ge源，在所述本征Ge层表面生长所述GeSn层；
以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述GeSn层表面生长所述本征Ge层；
以每分钟升高1℃的速度对整个衬底进行升温至600℃，同时稳定GeH4气体源的压强，引入B2H6作为B源，在所述本征Ge层表面生长所述P型Ge层；
在所述P型Ge层表面淀积所述Si帽层。
在本发明的一个实施例中，形成台阶之后，还包括：
利用PECVD工艺在整个衬底表面淀积SiO2钝化层；
利用刻蚀工艺选择性刻蚀掉指定区域的SiO2材料形成接触孔。
本发明又一个实施例提出的一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器，包括：单晶Si衬底、晶化Ge层、N型Ge层、本征Ge层、GeSn层、本征Ge层、P型Ge层及Si帽层；其中，所述双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器由上述实施例提供的方法制备形成。
基于此，本发明具备如下优点：
(1)本发明使用GeSn材料做光电探测器，其速度快，发光效率高，光谱响应范围广，工艺简单，器件的性能优良；
(2)本发明采用的激光晶化工艺具有选择性高，控制精度高，晶化速度快，工艺步骤简单，工艺周期短，热预算低等优点；
(3)本发明通过连续激光辅助晶化Ge/Si虚衬底，可有效降低Ge/Si虚衬底的位错密度、表面粗糙度、界面缺陷以及探测器暗电流；
(4)本征Ge阻挡层的存在，实现了GeSn层与其他掺杂Ge层的隔离，有利于实现高质量的GeSn层。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器制备方法的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种激光晶化工艺的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种激光晶化装置的结构示意图；
图4a-图4p为本发明实施例提供的一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器制备方法的工艺结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例一
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器制备方法的示意图。该方法包括如下步骤：
步骤a、选取Si衬底；
步骤b、第一温度范围下，在所述Si衬底表面生长Ge籽晶层；
步骤c、第二温度范围下，在所述Ge籽晶层表面生长Ge主体层；
步骤d、在所述Ge主体层表面生长第一SiO2层；
步骤e、将整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；
步骤f、去除所述第一SiO2层；
步骤g、在所述晶化Ge层表面连续生长N型Ge层、本征Ge层、GeSn层、本征Ge层、P型Ge层及Si帽层；
步骤h、对所述Si帽层、所述P型Ge层、所述本征Ge层、所述GeSn层及所述本征Ge层进行刻蚀，形成台阶；
步骤i、在整体衬底表面生长Ni材料，刻蚀所述Ni材料，最终形成所述双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器。
在步骤b和步骤c中，所述第一温度范围为：275℃～325℃；所述第二温度范围为：500℃～600℃。
其中，步骤g可以包括：
步骤g1、利用减压CVD工艺在所述晶化Ge层表面生长所述N型Ge层；
步骤g2、以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述N型Ge层表面生长所述本征Ge层；
步骤g3、以SnCl4和GeH4作为Sn和Ge源，在所述本征Ge层表面生长所述GeSn层；
步骤g4、以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述GeSn层表面生长所述本征Ge层；
步骤g5、以每分钟升高1℃的速度对整个衬底进行升温至600℃，同时稳定GeH4气体源的压强，引入B2H6作为B源，在所述本征Ge层表面生长所述P型Ge层；
步骤g6、在所述P型Ge层表面淀积所述Si帽层。
另外，在步骤h之后，还包括：
步骤x1、利用PECVD工艺在整个衬底表面淀积SiO2钝化层；
步骤x2、利用刻蚀工艺选择性刻蚀掉指定区域的SiO2材料形成接触孔。
本发明的工作原理及有益效果具体为：
目前，Si衬底上制备Ge外延层相对成熟，也是最常见的方法是两步生长法。但两步生长法仍然无法解决Ge外延层中大量螺位错的出现，所以还常需要结合循环退火工艺以减小Ge外延层螺位错密度。然而，循环退火工艺会出现Si-Ge互扩问题。另外，循环退火工艺的引入在减小位错密度的同时，还会导致Ge/Si本征层表面粗糙度的增加。同时，该方法还存在工艺周期长，热预算高等缺点。
为了避免位错缺陷在外延的过程中沿纵向扩展而导致Ge/Si虚衬底晶体质量降低，可采用Ge/Si横向结晶生长的方法，抑制缺陷的扩展从而获得高质量的Ge/Si虚衬底。激光晶化技术是一种热致相变横向结晶的方法，是解决该问题的有效方案。
请参见图2，图2本发明实施例提供的一种激光晶化工艺的示意图，先用CVD经两步法形成薄的Ge外延层，再用连续激光晶化使Ge横向结晶生长，获得高质量的Si衬底上Ge外延层，进而制造高性能的GeSn光电探测器。
为了避免位错缺陷在外延的过程中沿纵向扩展而导致Ge/Si虚衬底晶体质量降低，可采用Ge/Si横向结晶生长的方法，抑制缺陷的扩展从而获得高质量的Ge/Si虚衬底。激光晶化技术是一种热致相变横向结晶的方法，是解决该问题的有效方案。
本发明的技术要点是采用连续激光晶化辅助技术来制作GeSn光电探测器。请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种激光晶化装置的结构示意图。该装置通过对样品材料进行连续的激光晶化，以形成较低表面粗糙度和较低位错密度的Ge/Si虚衬底，进而外延Ge并以此为基础加工合金光探测器。
另外，激光再晶化可以看作是激光对薄膜的热效应，即激光通过热效应将被照射的薄膜融化，在较短的时间使其冷却结晶的过程。激光晶化大致可分为以下三个阶段：
1)激光与物质的相互作用阶段。此阶段物质吸收激光能量转变为热能，达到熔化状态。激光与物质相互作用过程中，物质的电学性能、光学性能、结构状况等均发生变化。
2)材料的热传导阶段。根据热力学基本定律，激光作用于材料上将会发生传导、对流和辐射三种传热方式，此时加热速度快，温度梯度大。
3)材料在激光作用下的传质阶段。传质，即物质从空间或空间某一部位运动到另一部位的现象。在此阶段，经激光辐射获得能量的粒子开始运动。传质存在两种形式：扩散传质和对流传质。扩散传质表示的是原子或分子的微观运动；对流传质则是流体的宏观运动。
本实施例，通过上述加工工艺，至少具备如下优点：
(1)本发明使用GeSn材料做光电探测器，其速度快，发光效率高，光谱响应范围广，工艺简单，器件的性能优良；
(2)本发明采用的激光晶化工艺具有选择性高，控制精度高，晶化速度快，工艺步骤简单，工艺周期短，热预算低等优点；
(3)本发明通过连续激光辅助晶化Ge/Si虚衬底，可有效降低Ge/Si虚衬底的位错密度、表面粗糙度、界面缺陷以及探测器暗电流。
另外，需要强调说明的是，本发明的激光再晶化(Laser Re-Crystallization,简称LRC)工艺与激光退火(laser annealing)工艺有显著区别。激光退火工艺，属于热退火工艺范畴。其采用激光作为热源，仅对半导体进行加热处理，未产生相变过程。而本发明激光再晶化工艺处理过程中，半导体材料会发生两次相变--熔融液化而后再固相结晶。因而，此二者工艺在本质上有显著的区别。
实施例二
请参见图4a-图4p图4a-图4p为本发明实施例提供的一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器制备方法的工艺结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，对本发明的的技术方案进行详细描述。具体地，该方法可以包括：
S101、选取单晶Si衬底001，如图4a所示；
S102、在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述单晶Si衬底上生长40～50nm的第一Ge籽晶层002，如图4b所示；
S103、在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述第一Ge籽晶层表面生长150～250nm的第二Ge主体层003，如图4c所示；
S103、利用CVD工艺在所述第二Ge主体层表面上淀积100～150nmSiO2层004，如图4d所示；
S104、将包括所述单晶Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层及所述SiO2层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s；
S105、自然冷却所述整个衬底材料；
S106、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO2层004，得到所述Ge/Si虚衬底材料，如图4e所示；
S107、在600℃～650℃温度下，淀积280～300nm厚的N型Ge层005，磷(P)掺杂浓度为5×1018cm-3，如图4f所示；
S108、在大约800℃温度下退火，减小位错，使B在整个N型Ge层均匀重新分布；
S109、在400℃温度，0.2Torr压强下，以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，生长15～20nm本征Ge层006，如图4g所示，Ge层作为本征层，双本征Ge阻挡层实现了GeSn层与N掺杂Ge层的分离，从而减少了掺杂对有源层质量的影响
S110、在H2氛围中将温度降到350℃以下，SnCl4和GeH4分别作为Sn和Ge源。生长250～300nm厚的无掺杂的GeSn层007，Sn组分约为5％，如图4h所示；
S111、在400℃温度，0.2Torr压强下，以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，生长15～20nm本征Ge层008，如图4i所示，Ge层作为本征阻挡层，实现了GeSn层与P掺杂Ge层的分离，从而减少了掺杂对有源层质量的影响
S112、以每分钟1℃升高到600℃，同时稳定GeH4压强，等到稳定到600℃后，引入1％的B2H6作为B源，B掺杂浓度为5×1018cm-3，生长100～150nm厚P型Ge层009，作为接触电极材料，如图4j所示；
S113、在300℃～350℃温度下，淀积5～10nm厚的Si帽层结构010，如图4k所示；
S114、采用标准的反应离子刻蚀技术进行台面刻蚀，刻蚀的深度控制在500nm，使N型Ge层露出做金属接触，如图4l所示；
S115、采用等离子体增强化学气象淀积技术，淀积200～250nm厚的SiO2钝化层011，隔离台面与外界电接触，如图4m所示；
S116、刻蚀接触孔，用刻蚀工艺选择性刻蚀掉指定区域的SiO2形成接触孔，如图4n所示；
S117、利用电子束蒸发淀积150～200nm厚的Ni层012，如图4o所示；
S118、利用刻蚀工艺刻选择性蚀掉指定区域的金属Ni，采用化学机械抛光(CMP)进行平坦化处理，如图4p所示。
本实施中，基于Ge/Si虚衬底的Ge PIN光电探测器的工作原理如下：
在入射光信号的作用之下，GeSn本征层内受激激发产生电子-空穴对，产生的电子和空穴在耗尽层内在电场作用下以高漂移速率分别向位于光电探测器的电极移动，光生载流子形成回路产生电流。
综上所述，本文中应用了具体个例对本发明双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器及其制备方法的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。
Claims (7)
1.一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器的制备方法，其特征在于，包括：
S101、选取单晶Si衬底材料；
S102、在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述单晶Si衬底上生长厚度为40～50nm的Ge籽晶层；
S103、在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述Ge籽晶层表面生长厚度为150～250nm的Ge主体层；
S104、利用CVD工艺在所述Ge主体层表面上淀积厚度为150nm第一SiO2层；
S105、将包括所述单晶Si衬底、所述Ge籽晶层、所述Ge主体层及所述第一SiO2层的整个衬底材料加热至700℃，采用连续激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；
S106、自然冷却整个衬底材料；
S107、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述第一SiO2层，以得到Ge/Si虚衬底；
S108、在600℃～650℃温度下，在所述晶化Ge层表面淀积厚度为280～300nm的N型Ge层，掺杂浓度为5×1018cm-3；
S109、在400℃温度和0.2Torr压强下，以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述N型Ge层表面生长厚度15～20nm的本征Ge阻挡层；
S110、在H2氛围中将温度将低至350℃温度，以SnCl4和GeH4作为Sn和Ge源，在所述本征Ge层表面生长厚度为250～300nm的GeSn层；
S111、在400℃温度和0.2Torr压强下，以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述GeSn层表面生长厚度为15～20nm的本征Ge阻挡层；
S112、以每分钟升高1℃的速度对整个衬底进行升温至600℃，同时稳定GeH4气体源的压强，在达到600℃后，引入1％的B2H6作为B源，在所述Ge阻挡层表面生长厚度为100～150nm的P型Ge层；
S113、在300℃～350℃温度下，在所述P型Ge层表面淀积厚度为5～10nm的Si帽层；
S114、利用反应离子刻蚀工艺进行对所述Si帽层、所述P型Ge层、所述本征Ge阻挡层、所述GeSn层及所述本征Ge阻挡层进行刻蚀，刻蚀的深度为500nm，形成台阶；
S115、利用PECVD工艺在整个衬底表面淀积厚度为200～250nm的SiO2钝化层；
S116、利用刻蚀工艺选择性刻蚀掉指定区域的SiO2材料形成接触孔；
S117、利用电子束蒸发工艺淀积厚度为150～200nm的Ni材料；
S118、利用刻蚀工艺刻蚀所述Ni材料以形成所述双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器。
2.一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器，其特征在于，包括：单晶Si衬底、晶化Ge层、N型Ge层、本征Ge层、本征GeSn层、本征Ge层、P型Ge层及Si帽层；其中，所述合金PIN光电探测器由权利要求1所述的方法制备形成。
3.一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器的制备方法，其特征在于，包括：
选取Si衬底；
第一温度范围下，在所述Si衬底表面生长Ge籽晶层；
第二温度范围下，在所述Ge籽晶层表面生长Ge主体层；
在所述Ge主体层表面生长第一SiO2层；
将整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；
去除所述第一SiO2层；
在所述晶化Ge层表面连续生长N型Ge层、本征Ge层、GeSn层、本征Ge层、P型Ge层及Si帽层；
对所述Si帽层、所述P型Ge层、所述本征Ge阻挡层、所述GeSn层及所述本征Ge阻挡层进行刻蚀，形成台阶；
在整体衬底表面生长Ni材料，刻蚀所述Ni材料，最终形成基于Ge/Si虚衬底的合金光电探测器。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一温度范围为：275℃～325℃；所述第二温度范围为：500℃～600℃。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述晶化Ge层表面连续生长N型Ge层、本征Ge层、GeSn层、本征Ge阻挡层、P型Ge层及Si帽层，包括：
利用减压CVD工艺在所述晶化Ge层表面生长所述N型Ge层；
以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述N型Ge层表面生长所述本征Ge层；
以SnCl4和GeH4作为Sn和Ge源，在所述本征Ge层表面生长所述GeSn层；
以H2作为运载气体，GeH4作为气体源，在所述GeSn层表面生长所述本征Ge层；
以每分钟升高1℃的速度对整个衬底进行升温至600℃，同时稳定GeH4气体源的压强，引入B2H6作为B源，在所述本征Ge层表面生长所述P型Ge层；
在所述P型Ge层表面淀积所述Si帽层。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，形成台阶之后，还包括：
利用PECVD工艺在整个衬底表面淀积SiO2钝化层；
利用刻蚀工艺选择性刻蚀掉指定区域的SiO2材料形成接触孔。
7.一种双本征Ge阻挡层GeSn合金PIN光电探测器，其特征在于，包括：单晶Si衬底、晶化Ge层、N型Ge层、本征Ge层、GeSn层、本征Ge层、P型Ge层及Si帽层；其中，所述合金PIN光电探测器由由权利要求3～6任一项所述的方法制备形成。
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