[發明專利]Ge異質SPiN二極管頻率可重構套筒偶極子天線制備方法

在審

• 申請號: 201611183903.3
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106848604A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張亮;左瑜
• 申請（專利權）人: 西安科銳盛創新科技有限公司
• 主分類號: H01Q23/00
• 分類號: H01Q23/00;H01Q1/22;H01Q1/50;H01Q1/36;H01Q5/321
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司61221
• 代理人: 劉長春

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，具體涉及一種Ge異質SPiN二極管頻率可重構套筒偶極子天線制備方法。

背景技術

在天線技術發展迅猛的今天，傳統的套筒單極子天線以其寬頻帶、高增益、結構簡單、饋電容易且縱向尺寸、方位面全向等諸多優點廣泛應用于車載、艦載和遙感等通信系統中。但是普遍使用的套筒單極子天線的電特征不僅依賴于套筒結構，且與地面有很大的關系，這就很難滿足艦載通信工程中架高天線對寬頻帶和小型化的需求。

套筒偶極子天線是天線輻射體外加上了一個與之同軸的金屬套筒而形成的振子天線。套筒天線在加粗振子的同時，引入不對稱饋電，起到了類似電路中參差調諧的作用，進而更有效地展寬了阻抗帶寬。同時，為突破傳統天線固定不變的工作性能難以滿足多樣的系統需求和復雜多變的應用環境，可重構天線的概念得到重視并獲得發展。可重構微帶天線因其體積小，剖面低等優點成為可重構天線研究的熱點。基于此，可重構的套筒偶極子天線成為當前市場前景較好的產品之一。

隨著微電子技術的發展，采用半導體材料制作可重構天線已經成為當前技術發展的趨勢。因此，如何采用半導體工藝技術設計出結構簡單，易于實現的頻率可重構的套筒偶極子天線，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種SPiN二極管可重構等離子套筒偶極子天線。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明的實施例提供了一種Ge異質SPiN二極管頻率可重構套筒偶極子天線制備方法，其中，所述套筒偶極子天線包括GeOI襯底、天線臂、套筒、同軸饋線、直流偏置線；其中，所述制備方法包括：

在所述GeOI襯底上按照所述套筒偶極子天線的結構制作多個橫向SPiN二極管，且所述橫向SPiN二極管的P區采用Si材料、i區采用Ge材料及N區采用Si材料以形成異質Ge基SPiN二極管；

在多個所述橫向SPiN二極管上光刻PAD實現多個所述橫向SPiN二極管的串行連接以形成多個所述SPiN二極管串；

制作直流偏置線以連接所述SPiN二極管串與直流偏置電源；

利用多個所述SPiN二極管串制作所述天線臂和所述套筒；

制作所述同軸饋線以連接所述天線臂及所述套筒，最終形成所述套筒偶極子天線。

在本發明的一個實施例中，在所述GeOI襯底上按照所述套筒偶極子天線的結構制作多個橫向SPiN二極管，包括：

(a)在所述GeOI襯底上按照所述套筒偶極子天線的結構設置隔離區；

(b)刻蝕所述GeOI襯底形成P型溝槽和N型溝槽，所述P型溝槽和所述N型溝槽的深度小于所述GeOI襯底的頂層Ge的厚度；

(c)填充所述P型溝槽和所述N型溝槽，并采用離子注入工藝在所述P型溝槽和所述N型溝槽內形成P型有源區和N型有源區；以及

(d)在所述GeOI襯底上形成引線以形成所述橫向SPiN二極管。

在本發明的一個實施例中，步驟(a)包括：

(a1)在所述GeOI襯底表面形成第一保護層；

(a2)利用光刻工藝在所述第一保護層上形成第一隔離區圖形；

(a3)利用干法刻蝕工藝在所述第一隔離區圖形的指定位置處刻蝕所述第一保護層及所述GeOI襯底以形成隔離槽，且所述隔離槽的深度大于等于所述GeOI襯底的頂層Ge的厚度；

(a4)填充所述隔離槽以形成所述橫向SPiN二極管的所述隔離區。

在本發明的一個實施例中，步驟(b)包括：

(b1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護層；

(b2)利用光刻工藝在所述第二保護層上形成第二隔離區圖形；

(b3)利用干法刻蝕工藝在所述第二隔離區圖形的指定位置處刻蝕所述第二保護層及所述GeOI襯底以形成所述P型溝槽和所述N型溝槽。

在本發明的一個實施例中，在步驟(c)之前，還包括：

(x1)氧化所述P型溝槽和所述N型溝槽以使所述P型溝槽和所述N型溝槽的內壁形成氧化層；

(x2)利用濕法刻蝕工藝刻蝕所述P型溝槽和所述N型溝槽內壁的氧化層以完成所述P型溝槽和所述N型溝槽內壁的平整化。

在本發明的一個實施例中，步驟(c)，包括：

(c1)利用多晶硅填充所述P型溝槽和所述N型溝槽；

(c2)平整化處理所述GeOI襯底后，在所述GeOI襯底上形成多晶硅層；