[發明專利]一種固態等離子體PiN二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201611187763.7
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106783600B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 王斌;蘇漢;張鶴鳴;王禹;胡輝勇;舒斌;宋建軍;宣榮喜;苗淵浩
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L29/868
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 閆家偉

1.一種固態等離子體PiN二極管的制備方法，其特征在于，所述固態等離子體PiN二極管用于制作固態等離子天線，所述制備方法包括步驟：

(a)選取SOI襯底；

(b)刻蝕所述SOI襯底形成隔離槽，填充所述隔離槽形成隔離區，所述隔離槽的深度大于等于所述SOI襯底的頂層硅的厚度；

(c)在所述SOI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SOI襯底以形成P型溝槽和N型溝槽；其中，所述P型溝槽和所述N型溝槽的深度大于所述第二保護層的厚度且小于所述第二保護層與所述SOI襯底頂層硅厚度之和；

(d)平整化所述P型溝槽和N型溝槽；對所述P型溝槽和N型溝槽進行離子注入以形成第一P型有源區和第一N型有源區，所述第一N型有源區為沿離子擴散方向距所述N型溝槽側壁和底部深度小于1微米的區域，所述第一P型有源區為沿離子擴散方向距所述P型溝槽側壁和底部深度小于1微米的區域；采用多晶硅填充所述P型溝槽和N型溝槽以形成P型接觸和N型接觸；對所述P型接觸和N型接觸所在區域進行離子注入以在所述SOI襯底的頂層硅內形成第二P型有源區和第二N型有源區，其中，所述第一P型有源區、所述第一N型有源區、所述第二P型有源區和所述第二N型有源區的摻雜濃度均為0.5～5×10²⁰cm^-3；以及

(e)在所述SOI襯底上形成引線，以完成所述固態等離子體PiN二極管的制備。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，刻蝕所述SOI襯底形成隔離槽，包括：

(b1)在所述SOI襯底表面形成第一保護層；

(b2)利用光刻工藝在所述第一保護層上形成第一隔離區圖形；

(b3)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SOI襯底以形成所述隔離槽。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，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(b1)包括：

(b11)在所述SOI襯底表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅層；

(b12)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。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，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，在所述SOI襯底表面形成第二保護層包括：

(c11)在所述SOI襯底表面生成二氧化硅以形成第二二氧化硅層；

(c12)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。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述P型溝槽和N型溝槽的底部距所述SOI襯底的頂層硅底部的距離為0.5微米～30微米。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，平整化所述P型溝槽和N型溝槽，包括：

(d11)氧化所述P型溝槽和N型溝槽以使所述P型溝槽和N型溝槽的內壁形成氧化層；

(d12)利用濕法刻蝕工藝刻蝕所述P型溝槽和N型溝槽內壁的氧化層以完成所述P型溝槽和N型溝槽內壁的平整化。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，對所述P型溝槽和N型溝槽進行離子注入以形成第一P型有源區和第一N型有源區，包括：

(d21)光刻所述P型溝槽和N型溝槽；

(d22)采用帶膠離子注入的方法對所述P型溝槽和N型溝槽分別注入P型雜質和N型雜質以形成第一P型有源區和第一N型有源區；

(d23)去除光刻膠。

8.一種固態等離子體PiN二極管，其特征在于，用于制作固態等離子天線，所述固態等離子體PiN二極管采用如權利要求1-7中任一項所述的方法制得。