[發(fā)明專利]SiGe-Si-SiGe異質(zhì)Ge基固態(tài)等離子體PiN二極管的制備方法及其器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611188525.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN106783602B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌;蘇漢;康海燕;胡輝勇;楊佳音;張鶴鳴;宋建軍;舒斌;宣榮喜;郝敏如
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/329
• 分類號(hào): H01L21/329;H01L29/868
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 閆家偉

本發(fā)明涉及一種SiGe?Si?SiGe異質(zhì)Ge基固態(tài)等離子體PiN二極管的制備方法及其器件，該制備方法包括：(a)選取GeOI襯底；(b)在所述GeOI襯底內(nèi)設(shè)置隔離區(qū)；(c)利用光刻工藝在所述GeOI襯底內(nèi)形成P型溝槽和N型溝槽；(d)利用離子注入工藝，在所述GeOI襯底的頂層Ge內(nèi)形成P型有源區(qū)和N型有源區(qū)；(e)光刻引線孔并鈍化處理以完成所述異質(zhì)Ge基固態(tài)等離子體PiN二極管的制備。本發(fā)明實(shí)施例利用深槽隔離技術(shù)及離子注入工藝能夠制備并提供適用于形成固態(tài)等離子天線的高性能Ge基固態(tài)等離子體PiN二極管。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種SiGe-Si-SiGe異質(zhì)Ge基固態(tài)等離子體PiN二極管的制備方法及其器件。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于等離子可重構(gòu)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(qū)載流子遷移率較低問題，影響PiN二極管本征區(qū)載流子濃度，進(jìn)而影響其固態(tài)等離子體濃度；并且該結(jié)構(gòu)的P區(qū)與N區(qū)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(duì)設(shè)備要求高，且與現(xiàn)有工藝不兼容；而采用擴(kuò)散工藝，雖結(jié)深較深，但同時(shí)P區(qū)與N區(qū)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(xué)性能，導(dǎo)致固態(tài)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(lái)制作一種固態(tài)等離子體PiN二極管以應(yīng)用于固態(tài)等離子天線就變得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷和不足，本發(fā)明提出一種SiGe-Si-SiGe異質(zhì)Ge基固態(tài)等離子體PiN二極管的制備方法及其器件。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例提出的一種SiGe-Si-SiGe異質(zhì)Ge基固態(tài)等離子體PiN二極管的制備方法，包括：

(a)選取GeOI襯底；

(b)在所述GeOI襯底內(nèi)設(shè)置隔離區(qū)；

(c)利用光刻工藝在所述GeOI襯底內(nèi)形成P型溝槽和N型溝槽；

(d)利用離子注入工藝，在所述GeOI襯底的頂層Ge內(nèi)形成P型有源區(qū)和N型有源區(qū)；

(e)光刻引線孔并鈍化處理以完成所述異質(zhì)Ge基固態(tài)等離子體PiN二極管的制備。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，步驟(b)包括：

(b1)在所述GeOI襯底表面形成第一保護(hù)層；

(b2)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；

(b3)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GeOI襯底的頂層Ge的厚度；

(b4)填充所述隔離槽以形成所述Ge基固態(tài)等離子體PiN二極管的所述隔離區(qū)。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述第一保護(hù)層包括第一二氧化硅層和第一氮化硅層；相應(yīng)地，步驟(b1)包括：

(b11)在所述GeOI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。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，步驟(c)包括：

(c1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護(hù)層；

(c2)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；

(c3)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。