[發明專利]用于可重構多層全息天線的Ge基等離子pin二極管制備方法

在審

• 申請號: 201611184750.4
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106816684A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 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;H01Q1/36;H01L21/329;H01L29/868
• 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

本發明屬于半導體器件制造技術領域，涉及天線技術領域，尤其涉及一種用于可重構多層全息天線的Ge基等離子pin二極管制備方法。

背景技術

傳統金屬天線由于其重量和體積都相對較大，設計制作不靈活，自重構性和適應性較差，嚴重制約了雷達與通信系統的發展和性能的進一步提高。因此，近年來，研究天線寬頻帶、小型化、以及重構與復用的理論日趨活躍。

在這種背景下，研究人員提出了一種新型天線概念-等離子體天線，該天線是一種將等離子體作為電磁輻射導向媒質的射頻天線。等離子體天線的可利用改變等離子體密度來改變天線的瞬時帶寬、且具有大的動態范圍；還可以通過改變等離子體諧振、阻抗以及密度等，調整天線的頻率、波束寬度、功率、增益和方向性動態參數；另外，等離子體天線在沒有激發的狀態下，雷達散射截面可以忽略不計，而天線僅在通信發送或接收的短時間內激發，提高了天線的隱蔽性，這些性質可廣泛的應用于各種偵察、預警和對抗雷達，星載、機載和導彈天線，微波成像天線，高信噪比的微波通信天線等領域，極大地引起了國內外研究人員的關注，成為了天線研究領域的熱點。

目前，國內外應用于等離子可重構天線的pin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pin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pin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等離子pin二極管以應用于可重構多層全息天線就變得尤為重要。

發明內容

因此，為解決現有技術存在的技術缺陷和不足，本發明提出一種用于可重構多層全息天線的Ge基等離子pin二極管制備方法。

本發明的實施例提供了一種用于可重構多層全息天線的Ge基等離子pin二極管制備方法，其中，所述Ge基等離子pin二極管用于制作所述可重構多層全息天線(1)，所述可重構多層全息天線(1)包括由依次串接的Ge基等離子pin二極管串構成的天線模塊(13)、第一全息圓環(15)及第二全息圓環(17)；其中，所述等離子pin二極管串包括依次串接的等離子pin二極管，且所述等離子pin二極管制備方法包括步驟如下：

(a)選取GeOI半導體基片(11)；

(b)在所述GeOI半導體基片(11)內設置隔離區；

(c)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；

(d)在所述P型溝槽和所述N型溝槽內采用離子注入形成第一P型有源區和第一N型有源區；

(e)填充所述P型溝槽和所述N型溝槽，并采用離子注入在所述GeOI襯底的頂層Ge內形成第二P型有源區和第二N型有源區；

(f)在所述GeOI襯底上生成二氧化硅，利用退火工藝激活有源區中的雜質；

(g)在P型接觸區和所述N型接觸區光刻引線孔以完成所述Ge基等離子pin二極管的制備。

在本發明的一個實施例中，所述第一環形單元(1501)呈環形均勻排列，且所述第一環形單元(1501)包括第九直流偏置線(15011)及所述第七SPiN二極管串(W7)，所述第九直流偏置線(15011)電連接至所述第七SPiN二極管串(W7)的兩端。

在本發明的一個實施例中，所述第二環形單元(1701)呈環形均勻排列，且所述第二環形單元(1701)包括第十直流偏置線(17011)及所述第八SPiN二極管串(W8)，所述第十直流偏置線(17011)電連接至所述第八SPiN二極管串(W8)的兩端。

在上述實施例的基礎上，在所述GeOI襯底內設置隔離區，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隔離區。

在上述實施例的基礎上，所述第一保護層包括第一二氧化硅層和第一氮化硅層；相應地，步驟(a1)包括：

(a11)在所述GeOI襯底表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅層；