[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于環(huán)形天線(xiàn)的GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)SPiN二極管的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611184324.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106783595B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹曉雪;張亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 琦星智能科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/329
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/329;H01L21/04
• 代理公司: 33264 寧波高新區(qū)永創(chuàng)智誠(chéng)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 孫青松

1.一種用于環(huán)形天線(xiàn)的GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)SPIN二極管的制備方法，其特征在于，所述環(huán)形天線(xiàn)包括：

半導(dǎo)體基片(1)；

介質(zhì)板(2)；

第一SPIN二極管環(huán)(3)、第二SPIN二極管環(huán)(4)、第一直流偏置線(xiàn)(5)及第二直流偏置線(xiàn)(6)，均設(shè)置于所述半導(dǎo)體基片(1)上；

耦合式饋源(7)，設(shè)置于所述介質(zhì)板(2)上；

所述第一SPIN二極管環(huán)(3)、所述第二SPIN二極管環(huán)(4)、所述第一直流偏置線(xiàn)(5)及所述第二直流偏置線(xiàn)(6)均采用半導(dǎo)體工藝制作在所述半導(dǎo)體基片(1)上；所述第一SPIN二極管環(huán)(3)包括第一SPIN二極管串(8)，所述第二SPIN二極管環(huán)(4)包括第二SPIN二極管串(9)，所述第一SPIN二極管串(8)和所述第二SPIN二極管串(9)中包括多個(gè)串行連接的SPIN二極管；所述第一直流偏置線(xiàn)(5)設(shè)置在所述第一SPIN二極管串(8)兩端，所述第二直流偏置線(xiàn)(6)設(shè)置在所述第二SPIN二極管串(9)兩端，所述第一直流偏置線(xiàn)(5)及所述第二直流偏置線(xiàn)(6)采用重?fù)诫s多晶硅制作在半導(dǎo)體基片上(1)；所述半導(dǎo)體基片(1)與所述介質(zhì)板(2)平行且具有間距；

其中，所述SPIN二極管的制備方法包括如下步驟：

(a)選取GeOI襯底；

采用第一掩膜版，通過(guò)光刻工藝在所述GeOI襯底內(nèi)形成隔離溝槽；其中，所述隔離溝槽的深度大于所述GeOI襯底中頂層Ge層和中間層SiO₂層的厚度之和；

在所述隔離溝槽內(nèi)填滿(mǎn)隔離材料SiO₂；

(b)刻蝕所述GeOI襯底的頂層Ge層以在所述頂層Ge層內(nèi)形成第一溝槽和第二溝槽；步驟(b)包括：

采用第二掩膜版，利用濕法刻蝕工藝形成P、N區(qū)圖形；采用干法刻蝕工藝形成所述第一溝槽和所述第二溝槽；其中，所述第一溝槽和所述第二溝槽的深度大于第二保護(hù)層的厚度，且小于所述第二保護(hù)層與所述頂層Ge層的厚度之和；所述第二保護(hù)層由所述襯底表面依次形成的第二SiO₂層和第二Si₃N₄/SiN層構(gòu)成；

(c)在所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi)淀積GaAs材料；步驟(c)包括：

利用MOCVD工藝，在所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi)填滿(mǎn)多晶GaAs材料；

(d)利用第三掩膜版，利用帶膠離子注入工藝，對(duì)所述第一溝槽內(nèi)的GaAs材料進(jìn)行P型離子注入形成P型有源區(qū)，利用第四掩膜版，利用帶膠離子注入工藝，對(duì)所述第二溝槽內(nèi)的GaAs材料進(jìn)行N型離子注入形成N型有源區(qū)；

(e)在所述P型有源區(qū)和所述N型有源區(qū)表面形成引線(xiàn)孔并濺射金屬形成所述GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)的SPIN二極管，包括：

在整個(gè)襯底表面淀積SiO₂材料；

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(qū)和所述N型有源區(qū)表面部分位置的SiO₂材料形成引線(xiàn)孔；

在所述引線(xiàn)孔中濺射金屬材料；

鈍化處理并光刻PAD以形成所述GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)的SPIN二極管。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(b)之前，還包括：

(x1)在所述GeOI襯底表面生成SiO₂材料形成第一SiO₂層；

(x2)在所述第一SiO₂層表面生成SiN材料形成第一SiN層以最終形成第一保護(hù)層；

(x3)采用第一掩膜版，利用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一保護(hù)層及所述GeOI襯底以在所述GeOI襯底內(nèi)形成隔離溝槽；

(x4)利用CVD工藝在所述隔離溝槽內(nèi)填充隔離材料；

(x5)利用CMP工藝去除所述第一保護(hù)層及所述隔離溝槽外的所述隔離材料形成所述GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)的SPIN二極管的隔離區(qū)。