[發明專利]基于GaAs/Ge/GaAs異質結構的頻率可重構全息天線制備方法

在審

• 申請號: 201611183933.4
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106602214A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 尹曉雪;張亮
• 申請（專利權）人: 西安科銳盛創新科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: 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，具體涉及一種基于GaAs/Ge/GaAs異質結構的頻率可重構全息天線制備方法。

背景技術

全息天線由源天線和全息結構組成。結合實際需求，選擇適當的天線作為源天線，通過加載全息結構來改變饋源的輻射，以獲得所需的目標天線的輻射特性，通過給定的電磁波輻射的干涉圖進而推算天線結構。與傳統的反射面天線相比，全息結構具有靈活的構建形式，便于和應用環境一體設計，應用范圍很廣泛。

目前，可重構全息天線的SPiN二極管采用的材料均為體硅材料，此材料存在本征區載流子遷移率較低問題，影響SPiN二極管本征區載流子濃度，進而影響其固態等離子體濃度；并且該結構的P區與N區大多采用注入工藝形成，此方法要求注入劑量和能量較大，對設備要求高，且與現有工藝不兼容；而采用擴散工藝，雖結深較深，但同時P區與N區的面積較大，集成度低，摻雜濃度不均勻，影響SPiN二極管的電學性能，導致固態等離子體濃度和分布的可控性差。

因此，選擇何種材料及工藝來制作一種SPiN二極管以應用于可重構全息天線就變得尤為重要。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于GaAs/Ge/GaAs異質結構的頻率可重構全息天線制備方法。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基于GaAs/Ge/GaAs異質結構的頻率可重構全息天線制備方法，其中，所述可重構全息天線包括GeOI襯底、第一天線臂、第二天線臂、同軸饋線、直流偏置線及全息圓環；其中，所述可重構全息天線制備方法包括：

在所述GeOI襯底制作多個GaAs/Ge/GaAs異質結構的SPiN二極管；

將多個GaAs/Ge/GaAs異質結構的SPiN二極管依次首尾相連形成多個GaAs/Ge/GaAs異質結構的SPiN二極管串；

由多個等長的GaAs/Ge/GaAs異質結構的SPiN二極管串形成所述第一天線臂和所述第二天線臂；

在所述第一天線臂和所述第二天線臂外側制作八段等長的GaAs/Ge/GaAs異質結構的SPiN二極管串形成正八邊形結構的所述全息圓環；

制作所述同軸饋線以連接所述第一天線臂及所述第二天線臂，形成所述可重構全息天線。

在本發明的一個實施例中，在所述GeOI襯底制作多個GaAs/Ge/GaAs異質結構的SPiN二極管，包括：

(a)在所述GeOI襯底表面淀積第一保護層；

(b)利用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一保護層及所述GeOI襯底以在所述GeOI襯底內形成隔離溝槽；

(c)在所述隔離溝槽內填充隔離材料；去除所述第一保護層及所述隔離溝槽外的所述隔離材料形成隔離區；

(d)刻蝕所述GeOI襯底的頂層Ge層以在所述頂層Ge層內形成第一溝槽和第二溝槽；

(e)在所述第一溝槽和所述第二溝槽內淀積GaAs材料；

(f)利用離子注入工藝對所述第一溝槽內的GaAs材料進行P型離子注入形成P型有源區，對所述第二溝槽內的GaAs材料進行N型離子注入形成N型有源區；

(g)在所述P型有源區和所述N型有源區表面形成引線孔并濺射金屬形成所述GaAs/Ge/GaAs異質結構的SPiN二極管。

在上述實施例的基礎上，步驟(a)包括：

(a1)在所述GeOI襯底表面生成SiO2材料形成第一SiO2層；

(a2)在所述第一SiO2層表面生成SiN材料形成第一SiN層以最終形成所述第一保護層。

在上述實施例的基礎上，步驟(d)包括：

(d1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護層；

(d2)采用第二掩膜版，利用各向異性刻蝕工藝刻蝕所述第二保護層及所述頂層Ge層以在所述頂層Ge層形成所述第一溝槽和所述第二溝槽。

在上述實施例的基礎上，步驟(e)包括：

(e1)利用MOCVD工藝，在所述第一溝槽和所述第二溝槽內淀積GaAs材料；

(e2)利用CMP工藝，去除所述第一溝槽和所述第二溝槽外一定厚度的GaAs材料以完成所述第一溝槽和所述第二溝槽的平整化。

在上述實施例的基礎上，步驟(g)包括：

(g1)在整個襯底表面淀積SiO2材料；

(g2)采用第五掩膜版，利用各向異性刻蝕工藝，刻蝕所述P型有源區和所述N型有源區表面部分位置的SiO2材料形成所述引線孔；

(g3)在所述引線孔中濺射金屬材料；