CN114899266B - 基于二硫化钼/锗异质结的pin型光电探测器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器及其制备方法，该探测器包括依次设置的Si衬底、SiO2氧化层和P‑Ge层，其中，SiO2氧化层上表面还设置有P+Ge层，P+Ge层设置在P‑Ge层的侧面；P‑Ge层上表面中间部分覆盖有本征Ge层，P+Ge层上表面均设置有阳极，本征Ge层上表面覆盖有MoS2薄膜层；MoS2薄膜层上表面设置有阴极，P+Ge层与阳极形成欧姆接触，MoS2薄膜层与阴极形成欧姆接触，MoS2薄膜层与本征Ge层形成异质结结构。通过控制PIN结构中本征Ge层的厚度可极大提高器件的频率响应和频率响应速度，能够实现器件的宽光谱、高灵敏和高响应速度。
Description
技术领域
本发明属于半导体光电探测器技术领域，具体涉及一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器及其制备方法。
背景技术
科技随着时代发展倍道而进，“智能化”的概念开始渗入人们日常生活中的方方面面。而光电探测器作为智能化事物感知能力的核心技术，是智能化事物的眼睛，具有非常重要的地位。经过半个世纪的不断改良，具有加工工艺成熟、材料质量高和成本低等诸多优势的硅基光电探测器已然占据了市场主额。然而，Si材料1.12eV的禁带宽度限制着Si基光电探测器在红外波段的探测能力。为了解决这个问题，人们利用Ge在室温下禁带宽度只有0.66eV的特性，制备了可探测近红外光的Ge-on-Si雪崩光电二极管(APD)。这种APD理论上可以获得无限大的增益，也与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺相兼容。
然而Ge材料较窄的禁带宽度在为光电探测器带来响应红外光能力的同时，也会带来较大的暗电流；同时Ge和Si之间4.2%的晶格失配，会使得Si基外延Ge中存在大量的线位错(TDs)，这同样会导致器件的暗电流增大。其次是以碲镉汞(HgCdTe)为代表的第二代红外焦平面探测器也可以解决Si对红外光不响应的问题，然而HgCdTe材料缺陷密度高、成品率低、生长难度高、热稳定性差，在实际使用中受到了极大的限制。
随着自动驾驶汽车、智能机器人、无人机以及可穿戴电子等新型领域的快速发展，对光电探测器的轻量化、非致冷甚至机械柔性有了更高的要求，这使得传统光电探测器出现了发展瓶颈。2004年石墨烯的问世打破了这个僵局，具有高吸光性、高载流子迁移率、超薄厚度的二维层状材料在光电子学领域备受关注。二硫化钼(MoS2)作为被研究最多的二维材料之一，具有稳定且优异的电学、光学特性，禁带宽度随着层数的增加而减小等特性，尤其是在可见光范围内具有5%~10%的高吸光性，这使得MoS2成为光电探测器中非常重要的吸光材料之一。
基于MoS2的优点，近年来有人提出一种响应度高达880A/W的MoS2光电场效应管，在栅压等于-70V时具有极低的等效噪声功率，但如此高的栅压必然带来极大的功耗；同时其响应时间约为9s，极大限制了该器件进一步的应用。还有人使用黑磷(BP)和MoS2构建了一种完全垂直的范德华异质结，利用BP的材料特性可以实现宽光谱探测，但是BP层在空气中易于氧化导致器件寿命普遍较短。然而能检测宽光谱的光电探测器是光电子学的核心，这环境探测等领域均有重要意义，因此提高MoS2光电探测器的灵敏度、扩宽其响应波段具有非常重要的意义。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器及其制备方法，突破了二硫化钼光电探测器噪声电流大且不能响应红外光的问题。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明的一个方面提供了一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器，包括自下而上依次设置的Si衬底、SiO2氧化层和P-Ge层，其中，
所述SiO2氧化层的上表面还设置有P+Ge层，所述P+Ge层位于所述P-Ge层的侧面，所述P+Ge层的掺杂浓度大于或等于1×1019cm-3；
所述P-Ge层的上表面中间部分覆盖有本征Ge层，所述P+Ge层上表面设置有阳极，所述本征Ge层的上表面覆盖有MoS2薄膜层；
所述MoS2薄膜层上表面设置有阴极，所述P+Ge层与所述阳极形成欧姆接触，所述MoS2薄膜层与所述阴极形成欧姆接触，所述MoS2薄膜层与所述本征Ge层形成异质结结构。
在本发明的一个实施例中，所述P+Ge层包括第一P+Ge层和第二P+Ge层，所述第一P+Ge层和所述第二P+Ge层均设置在所述SiO2氧化层上表面且分别位于所述P-Ge层的两侧。
在本发明的一个实施例中，所述阳极包括第一阳极和第二阳极，所述第一阳极设置在所述第一P+Ge层上表面，所述第二阳极设置在所述第二P+Ge层上表面，并且所述本征Ge层的表面积小于所述P-Ge层的表面积，使得所述第一阳极和所述第二阳极均与所述本征Ge层具有间隔。
在本发明的一个实施例中，所述本征Ge层为本征掺杂，且所述本征Ge层的掺杂浓度小于所述P-Ge层的掺杂浓度。
在本发明的一个实施例中，所述MoS2薄膜层的表面积等于或小于所述本征Ge层的表面积。
在本发明的一个实施例中，所述MoS2薄膜层为层状MoS2材料，层数限定为1~10层。
本发明的另一方面提供了一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的制备方法，用于制备上述实施例中任一项所述的PIN型光电探测器，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。
在本发明的一个实施例中，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。
在本发明的一个实施例中，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。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明实施例的光电探测器具有对较高的灵敏度，在紫外-可见-红外等波段中噪声等效功率均保持在极低的量级，这可归因于三点：其一是MoS2/Ge异质结之间的内建电场，可以有效抑制噪声电流；其二是范德华异质结不需要考虑晶格失配问题，这进一步抑制了暗电流；其三是该探测器工作在光伏模式下，这将极大地减小暗电流。本实施例的光电探测器利用MoS2薄膜制备得来，具有极薄的厚度，在可穿戴电子领域具有极大的潜力。
2、在本发明中，本征Ge层作为耗尽层存在很强的电场，使得光生载流子可高效、迅速地分离和收集，以此获得较高地频率响应；由于大部分地光电流在本征Ge层中产生，因此其频率响应速度比PN结光电探测器要大得多。由于MoS2层和本征Ge层超薄的厚度以及Ge较高的电子迁移率，可导致光诱导电荷载流子的高速移动。
3、具有自驱动探测能力：本发明基于光伏效应，在零偏压的状态下该光电探测器具有最小的噪声电流，最大的线性度和最高的灵敏度。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实例提供的一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的结构示意图；
图2是本发明实例提供的一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的俯视图；
图3是本发明实例提供的一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的制备方法流程图；
图4a至图4g是本发明实例提供的一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的制备过程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的光谱响应图；
图6是本发明实施例提供的一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的等效噪声功率图；
图7是本发明实施例提供的一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器在550nm和1310nm光照下的相对频率响应图。
附图标记说明：
1-Si衬底；2-SiO2氧化层；3-本征Ge薄膜；4-P+Ge层；41-第一P+Ge层；42-第二P+Ge层；5-P-Ge层；6-本征Ge层；7-阳极；71-第一阳极；72-第二阳极；8-MoS2薄膜层；9-阴极。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器及其制备方法进行详细说明。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例一
本实施例提供了一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器，如图1和图2所示，该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，SiO2氧化层2的上表面还设置有P+Ge层4，P+Ge层4设置在P-Ge层5的侧面，P+Ge层4的掺杂浓度大于或等于1×1019cm-3；P-Ge层5的上表面中间部分覆盖有本征Ge层6，本征Ge层6的上表面覆盖有MoS2薄膜层8，MoS2薄膜层8与本征Ge层6形成异质结结构，MoS2薄膜为光敏面。二硫化钼/锗(MoS2/Ge)异质结之间的内建电场，可以有效抑制噪声电流。进一步地，MoS2薄膜层9与本征Ge层6之间的异质结为范德华异质结，不需要考虑晶格失配问题，这进一步抑制了暗电流。MoS2薄膜材料具有自掺杂效应。进一步地，本实施例的MoS2薄膜层8的层数限定为1~10层。进一步地，MoS2薄膜层8的表面积等于或小于本征Ge层6的表面积。
本征Ge层6为耗尽层，存在很强的电场，使得光生载流子可高效、迅速地分离和收集，以此获得较高地频率响应；由于大部分光电流在本征Ge层6中产生，因此其频率响应速度比PN结光电探测器要大得多。进一步地，由于MoS2薄膜层8和本征Ge层6超薄的厚度以及Ge较高的电子迁移率，可导致光诱导电荷载流子的高速移动。
P+Ge层4上表面均设置有阳极7，MoS2薄膜层8上表面设置有阴极9，P+Ge层4与阳极7形成欧姆接触，MoS2薄膜层8与阴极9形成欧姆接触。P-Ge层5、本征Ge层6以及MoS2薄膜层8共同组成PIN结构，其中，本征Ge层6设置为本征掺杂或掺杂有少量的P型杂质，P-Ge层5设置为P型掺杂，P+Ge层4设置为P型重掺杂，P-Ge层5的掺杂浓度大于本征Ge层6的掺杂浓度。在本发明的一个优选实施例中，本征Ge层6的掺杂浓度为5×1015cm-3，P-Ge层5的掺杂浓度为5×1017cm-3，P+Ge层4的掺杂浓度为1×1019cm-3。
进一步地，如图1所示，本实施例的P+Ge层4包括第一P+Ge层41和第二P+Ge层42，第一P+Ge层41和第二P+Ge层42均位于在SiO2氧化层2上表面且分别设置于P-Ge层5的两侧。对应地，本实施例的阳极7包括第一阳极71和第二阳极72，第一阳极71设置在第一P+Ge层41上表面，第二阳极72设置在第二P+Ge层42上表面，并且本征Ge层6的表面积小于P-Ge层5的表面积，使得第一阳极71和第二阳极72均与本征Ge层6具有一定间隔，以防止器件出现边缘效应。
在本发明的一种可选实施方式中，阳极7(包括第一阳极71和第二阳极72)和阴极9材料均为Ti/Ag。MoS2薄膜层8包括4层MoS2薄膜，对绿光有更强的响应。本征Ge层6的厚度300nm，P-Ge层5和P+Ge层4(包括第一P+Ge层41和第二P+Ge层42)的厚度均为500nm。
具体来讲，本实施例利用MoS2材料和Ge材料特性实现了宽光谱探测的能力，利用范德华异质结的特性以及光伏效应极大地降低了噪声电流，利用PIN结构平衡了光电探测器地频率响应和响应度。MoS2与Ge的材料特性对紫外到红外的光信号均具有较好的响应，其中MoS2对紫外光和可见光区域的总光电流贡献更大，而Ge对红外区域的总光电流贡献更大。
所述MoS2层具有自掺杂效应，表现出N型半导体的特性，可以与本征Ge层6形成PN结，同时由于MoS2薄膜层8的电子浓度很高，MoS2薄膜层8的空间电荷区比较薄。本征Ge层6与P-Ge层5由于存在同类掺杂不会形成PN结，可以选择忽略。在零偏压的情况下，MoS2薄膜层8与本征Ge层6之间的空间电荷区载流子几乎被耗尽，呈高阻状态。在施加反偏电压时，本征Ge层6和MoS2薄膜层8在外部电场与内建电场的共同作用下，空间电荷区加宽。当外加偏压持续增加到一定值时，本征Ge层6会完全成为空间电荷区，这极大地拓宽了耗尽区的宽度，提高了对入射光的吸收效率，使得器件的探测率大大提高。同时，载流子在体内扩散的距离也随之减小，扩散时间变短，响应速度明显加快。
进一步地，本发明实施例的光电探测器具有较高的灵敏度，在紫外-可见-红外等波段中噪声等效功率均保持在极低的量级。这可归因于三点：其一是MoS2/Ge异质结之间的内建电场，可以有效抑制噪声电流；其二是范德华异质结不需要考虑晶格失配问题，这进一步抑制了暗电流；其三是该探测器工作在光伏模式下，这将极大地减小暗电流。本实施例的光电探测器利用MoS2薄膜制备得来，具有极薄的厚度，在可穿戴电子领域具有极大的潜力。
实施例二
在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的制备方法，如图3和图4a至图4g所示，该PIN型光电探测器的制备方法包括：
S1：选取Si衬底1并在所述Si衬底1上形成SiO2氧化层2。
具体地，使用丙酮对作为Si衬底1的硅片进行超声清洗15min，随后使用异丙酮冲洗硅片表面去除多余丙酮，接着利用去离子水冲洗硅片，烘干保证硅片表面洁净无污染。
进一步地，对所述Si衬底1进行干法氧化，形成厚度为500nm的SiO2氧化层2，如图4a所示。
S2：在所述SiO2氧化层2上外延生长本征Ge薄膜3。
具体地，使用MOCVD(金属有机化学气相沉积)工艺在SiO2氧化层2上外延生长厚度为800nm、浅P型掺杂的本征Ge薄膜3，如图4b所示，本征Ge薄膜3为本征掺杂或掺杂有少量的P型杂质，优选的掺杂浓度为5×1015cm-3。
S3：对所述本征Ge薄膜3不同区域进行不同浓度的P型离子注入，形成本征Ge层6、位于所述本征Ge层6下方的P-Ge层5、以及位于P-Ge层5两侧的P+Ge层4，如图4c所示。
在本实施例中，步骤S3具体包括：
使用离子注入工艺对步骤S2生长的本征Ge薄膜3的下半部分进行P型掺杂及退火形成P-Ge层5，掺杂浓度优选的为5×1017cm-3，从而形成将本征Ge薄膜3形成位于上半部分的本征Ge层6以及位于下半部分的P-Ge层5。
随后，在P-Ge层5的两侧进行P型重掺杂以及退火，掺杂浓度优选的为1×1019cm-3，形成位于P-Ge层5两侧的P+Ge层4，从而通过在不同区域进行不同浓度的掺杂将本征Ge薄膜3划分为本征Ge层6、位于本征Ge层6下方的P-Ge层5、以及位于P-Ge层5两侧的P+Ge层4。在本实施例中，本征Ge层6的厚度为300nm，P-Ge层5和P+Ge层4的厚度均为500nm。
S4：刻蚀两侧的本征Ge层6形成台阶，并暴露所述P+Ge层4和所述P-Ge层5的一部分，如图4d所示。
具体地，在步骤3形成的本征Ge层6上表面旋涂光刻胶，然后采用干法刻蚀去除左右两侧的部分本征Ge层6以形成台阶并暴露两侧的P+Ge层4以及部分P-Ge层5，所述干法刻蚀的气体含有氯气；干法刻蚀后，原位采用清洗气体对刻蚀后的表面进行清洗，清洗气体为氧气；在去除光刻胶层后，采用清洗液对刻蚀后的表面进行清洗，所述清洗液为碱性溶液。
S5：在两侧的P+Ge层4上方形成阳极7。
具体地，通过电子束在两侧的P+Ge层4上方光刻阳极图形，并利用光刻胶作为掩膜，采用电子束蒸镀的方法在两侧P+Ge层4表面沉积金属，然后在适当的温度下退火，以在P+Ge层4上方形成阳极7，且阳极7与本征Ge层6具有一定间隔，如图4e所示。在本实施例中，阳极7为Ti/Ag金属叠层结构。
S6：在所述本征Ge层6上表面形成MoS2薄膜层8，如图4f所示。
具体地，采用机械剥离法得到2H相的4层MoS2薄膜，并直接转移至步骤S4中已清洗好的本征Ge层6的上表面，经过恒温退火去除机械剥离中胶带带来的杂质残留，并使用原子力显微镜确认MoS2薄膜的表面积等于或小于本征Ge层6的表面积。
S7：在所述MoS2薄膜层8上表面形成阴极9，如图4g所示。
具体地，在所述MoS2薄膜层8上旋涂光刻胶，再退火以形成光刻胶层，再采用激光直写的方法在MoS2薄膜层8上表面中间制备2μm宽的带状电极图案，随后将其置于显影液中浸泡，以取出电极区域的光刻胶。
接着，采用电子束蒸镀的方法，在MoS2薄膜层8上表面沉积Ti/Ag金属并退火，然后使用丙酮清洗样品，以剥离电极图案以外的多余金属，从而完成阴极9的制作。
以下通过仿真实验对本发明实施例制备的基于二硫化钼/锗异质结的PIN型光电探测器的性能进行进一步描述。
采用Silvaco Atlas与Ansys Lumerical FDTD联合仿真的方式，对上述实施例获得的PIN型光电探测器进行了电学仿真。在0V偏压的条件下，入射光从200nm变化到1400nm时光电流保持在μA量级，响应度平均值保持在6A/W，如图5所示，这证明了本实施例的PIN型光电探测器具有宽光谱探测的能力。相同条件下，噪声等效功率保持在10-18W/Hz1/2数量级附近，如图6所示，这意味着本实施例获得的PIN型光电探测器具有非常灵敏的探测能力。图7是光波长为550nm和1310nm时的相对频率响应，其3dB带宽分别为52.3GHz和19.2GHz，这表明了本实施例的PIN型光电探测器具备探测超快信息的能力。
在本发明实施例中，本征Ge层6作为耗尽层存在很强的电场，使得光生载流子可高效、迅速地分离和收集，以此获得较高地频率响应；由于大部分地光电流在本征Ge层6中产生，因此其频率响应速度比PN结光电探测器要大得多。由于MoS2层和本征Ge层6超薄的厚度以及Ge较高的电子迁移率，可导致光诱导电荷载流子的高速移动。本发明实施例的PIN型光电探测器件基于光伏效应，在零偏压的状态下该光电探测器具有最小的噪声电流，最大的线性度和最高的灵敏度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
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。
6.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，所述本征Ge层(6)为本征掺杂，且所述本征Ge层(6)的掺杂浓度小于所述P-Ge层(5)的掺杂浓度。
7.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MoS2薄膜层(8)的表面积等于或小于所述本征Ge层(6)的表面积。
8.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MoS2薄膜层(8)为层状MoS2材料，层数限定为1~10层。
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