[發(fā)明專利]GaAs基固態(tài)等離子體PiN二極管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611188522.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106653866A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡輝勇;康海燕;劉洋;張鶴鳴;宋建軍;舒斌;宣榮喜;蘇漢;王禹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/868
• 分類號(hào): H01L29/868;H01L29/06;H01L21/328
• 代理公司: 深圳精智聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44393
• 代理人: 王海棟

1.一種GaAs基固態(tài)等離子體PiN二極管的制備方法，其特征在于，包括：

(a)選取某一晶向的GeOI襯底，在所述GeOI襯底上淀積GaAs層并設(shè)置隔離區(qū)；

(b)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襯底的頂層GaAs的厚度；

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

(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GaAs內(nèi)形成第二P型有源區(qū)和第二N型有源區(qū)；以及

(e)在所述襯底上形成引線，以完成所述GaAs基固態(tài)等離子體PiN二極管的制備。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在GeOI襯底上淀積一層GaAs并設(shè)置隔離區(qū)，包括：

(a1)在所述GeOI襯底表面利用MOCVD淀積GaAs層；

(a2)在所述GaAs表面形成第一保護(hù)層；

(a3)利用光刻工藝在所述第一保護(hù)層上形成第一隔離區(qū)圖形；

(a4)利用干法刻蝕工藝在所述第一隔離區(qū)圖形的指定位置處刻蝕所述第一保護(hù)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襯底的頂層Ge的厚度；

(a5)填充所述隔離槽以形成所述固態(tài)等離子體PiN二極管的所述隔離區(qū)。

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述第一保護(hù)層包括第一SiO₂層和第一SiN層；相應(yīng)地，步驟(a2)包括：

(a21)在所述GaAs表面生成SiO₂材料以形成第一SiO₂層；

(a22)在所述第一SiO₂層表面生成SiN材料以形成第一SiN層。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(b)包括：

(b1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護(hù)層；

(b2)利用光刻工藝在所述第二保護(hù)層上形成第二隔離區(qū)圖形；

(b3)利用干法刻蝕工藝在所述第二隔離區(qū)圖形的指定位置處刻蝕所述第二保護(hù)層及所述GeOI襯底以形成所述P型溝槽和所述N型溝槽。

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述第二保護(hù)層包括第二SiO₂層和第二SiN層；相應(yīng)地，步驟(b1)包括：

(b11)在所述GeOI襯底表面生成SiO₂材料以形成第二SiO₂層；

(b12)在所述第二SiO₂層表面生成SiN材料以形成第二SiN層。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(c)包括：

(c1)氧化所述P型溝槽和所述N型溝槽以使所述P型溝槽和所述N型溝槽的內(nèi)壁形成氧化層；

(c2)利用濕法刻蝕工藝刻蝕所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)壁的氧化層以完成所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)壁的平整化；

(c3)對(duì)所述P型溝槽和所述N型溝槽進(jìn)行離子注入以形成所述第一P型有源區(qū)和所述第一N型有源區(qū)，所述第一N型有源區(qū)為沿離子擴(kuò)散方向距所述N型溝槽側(cè)壁和底部深度小于1微米的區(qū)域，所述第一P型有源區(qū)為沿離子擴(kuò)散方向距所述P型溝槽側(cè)壁和底部深度小于1微米的區(qū)域。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(c3)包括：

(c31)光刻所述P型溝槽和所述N型溝槽；

(c32)采用帶膠離子注入的方法對(duì)所述P型溝槽和所述N型溝槽分別注入P型雜質(zhì)和N型雜質(zhì)以形成第一P型有源區(qū)和第一N型有源區(qū)；

(c33)去除光刻膠。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(d)包括：

(d1)利用多晶硅填充所述P型溝槽和所述N型溝槽；

(d2)平整化處理所述襯底后，在所述襯底上形成多晶硅層；

(d3)光刻所述多晶硅層，并采用帶膠離子注入的方法對(duì)所述P型溝槽和所述N型溝槽所在位置分別注入P型雜質(zhì)和N型雜質(zhì)以形成第二P型有源區(qū)和第二N型有源區(qū)且同時(shí)形成P型接觸區(qū)和N型接觸區(qū)；

(d4)去除光刻膠；

(d5)利用濕法刻蝕去除所述P型接觸區(qū)和所述N型接觸區(qū)以外的所述多晶硅層。