[發明專利]用于可重構全息天線的SiGe基等離子pin二極管的制備方法

在審

• 申請號: 201611185622.1
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106602215A
• 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;H01Q1/36;H01Q5/321;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

本發明涉及半導體器件制造技術領域，特別涉及一種用于可重構全息天線的SiGe基等離子pin二極管的制備方法。

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。

無線通信系統要求天線能根據實際使用環境來改變其電特性，即實現天線特性的“可重構”。可重構天線具有多個天線的功能，減少了系統中天線的數量。等離子體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，它可通過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，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固態等離子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二極管以應用于固態等離子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全息天線的SiGe基等離子pin二極管的制備方法。

具體地，本發明實施例提出一種用于可重構全息天線的SiGe基等離子pin二極管的制備方法，所述SiGe基等離子pin二極管用于制作可重構全息天線，所述可重構全息天線包括：SiGeOI半導體基片(1)；制作在所述SiGeOI半導體基片(1)上的第一天線臂(2)、第二天線臂(3)、同軸饋線(4)及全息圓環(14)；其中，所述第一天線臂(2)和所述第二天線臂(3)包括分布在所述同軸饋線(4)兩側且等長的SiGe基等離子pin二極管串，所述全息圓環(14)包括多個SiGe基等離子pin二極管串(w7)；所述制備方法包括步驟：

(a)選取某一晶向的SiGeOI襯底，在SiGeOI襯底上設置隔離區；

(b)在所述襯底表面形成第二保護層；利用光刻工藝在所述第二保護層上形成第二隔離區圖形；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襯底以形成P型溝槽和N型溝槽；

(c)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；

(d)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襯底的頂層SiGe內形成第二P型有源區和第二N型有源區；

(e)在所述襯底上生成二氧化硅，利用退火工藝激活有源區中的雜質，在所述P型接觸區和所述N型接觸區光刻引線孔以形成引線，鈍化處理并光刻PAD以形成所述等離子pin二極管。

在上述實施例的基礎上，在SiGeOI襯底上設置隔離區，包括：

(a1)在所述SiGe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襯底以形成隔離槽，且所述隔離槽的深度大于等于所述襯底的頂層SiGe的厚度；

(a4)填充所述隔離槽以形成所述等離子pin二極管的所述隔離區。

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SiGe表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅層；

(a12)在所述第一二氧化硅層表面生成氮化硅以形成第一氮化硅層。

在上述實施例的基礎上，所述第二保護層包括第二二氧化硅層和第二氮化硅層；相應地，所述在所述襯底表面形成第二保護層包括：

(b1)在所述SiGe表面生成二氧化硅以形成第二二氧化硅層；

(b2)在所述第二二氧化硅層表面生成氮化硅以形成第二氮化硅層。

在上述實施例的基礎上，步驟(c)包括：