[發明專利]AlAs-Ge-AlAs結構的基固態等離子體PiN二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201611188557.8
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106783604B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王斌;陶春陽;閻毅強;宣榮喜;張鶴鳴;宋建軍;舒斌;康海燕
• 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: 李園園

本發明涉及一種AlAs?Ge?AlAs結構的基固態等離子體PiN二極管及其制備方法。該制備方法包括：選取GeOI襯底，并在所述GeOI襯底內設置隔離區；刻蝕所述GeOI襯底形成P型溝槽和N型溝槽；在所述P型溝槽和所述N型溝槽內淀積AlAs材料，并在所述P型溝槽和所述N型溝槽內的AlAs材料進行離子注入形成P型有源區和N型有源區；在所述P型有源區和所述N型有源區表面形成引線，以完成所述AlAs?Ge?AlAs結構的基固態等離子體PiN二極管的制備。本發明實施例利用深槽隔離技術及離子注入工藝能夠制備并提供適用于形成固態等離子天線的高性能Ge基固態等離子體PiN二極管。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，特別涉及一種AlAs-Ge-AlAs結構的基固態等離子體PiN二極管及其制備方法。

背景技術

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固態等離子體PiN二極管以應用于固態等離子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AlAs-Ge-AlAs結構的基固態等離子體PiN二極管及其制備方法。

具體地，本發明實施例提出的一種AlAs-Ge-AlAs結構的基固態等離子體PiN二極管的制備方法，所述AlAs-Ge-AlAs結構的基固態等離子體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GeOI襯底，并在所述GeOI襯底內設置隔離區；

(b)刻蝕所述GeOI襯底形成P型溝槽和N型溝槽；

(c)在所述P型溝槽和所述N型溝槽內淀積AlAs材料，并對所述P型溝槽和所述N型溝槽內的AlAs材料進行離子注入形成P型有源區和N型有源區；以及

(d)在所述P型有源區和所述N型有源區表面形成引線，以完成所述AlAs-Ge-AlAs結構的基固態等離子體PiN二極管的制備。

在本發明的一個實施例中，步驟(a)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。

在本發明的一個實施例中，所述第一保護層包括第一SiO₂層和第一SiN層；相應地，步驟(a1)包括：

(a11)在所述GeOI襯底表面生成SiO₂材料以形成第一SiO₂層；

(a12)在所述第一SiO₂層表面生成SiN材料以形成第一SiN層。

在本發明的一個實施例中，步驟(b)包括：

(b1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護層；

(b2)利用光刻工藝在所述第二保護層上形成第二隔離區圖形；