[發明專利]基于臺狀有源區的固態等離子體PiN二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201611188578.X
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106653867B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 王斌;楊佳音;張鶴鳴;郝敏如;胡輝勇;宋建軍;舒斌;宣榮喜;蘇漢
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/868
• 分類號: H01L29/868;H01L21/329
• 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

本發明涉及一種基于臺狀有源區的固態等離子體PiN二極管及其制備方法。該制備方法包括：(a)選取SOI襯底；(b)刻蝕SOI襯底形成臺狀有源區；(c)對所述臺狀有源區四周利用原位摻雜工藝分別淀積P型Si材料和N型Si材料形成P區和N區；(d)在所述臺狀有源區四周淀積多晶Si材料；(e)在所述多晶Si材料表面制作引線并光刻PAD以形成所述固態等離子體PiN二極管。本發明實施例利用原位摻雜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基于臺狀有源區的固態等離子體PiN二極管。

技術領域

本發明涉及半導體器件制造技術領域，特別涉及一種基于臺狀有源區的固態等離子體PiN二極管及其制備方法。

背景技術

傳統金屬天線由于其重量和體積都相對較大，設計制作不靈活，自重構性和適應性較差，嚴重制約了雷達與通信系統的發展和性能的進一步提高。因此，近年來，研究天線寬頻帶、小型化、以及重構與復用的理論日趨活躍。

在這種背景下，研究人員提出了一種新型天線概念-等離子體天線，該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。等離子體天線的可利用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；另外，等離子體天線在沒有激發的狀態下，雷達散射截面可以忽略不計，而天線僅在通信發送或接收的短時間內激發，提高了天線的隱蔽性，這些性質可廣泛的應用于各種偵察、預警和對抗雷達，星載、機載和導彈天線，微波成像天線，高信噪比的微波通信天線等領域，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。

但是當前絕大多數的研究只限于氣態等離子體天線，對固態等離子體天線的研究幾乎還是空白。而固態等離子體一般存在于半導體器件中，無需像氣態等離子那樣用介質管包裹，具有更好的安全性和穩定性。經理論研究發現，固態等離子體PiN二極管在加直流偏壓時，直流電流會在其表面形成自由載流子(電子和空穴)組成的固態等離子體，該等離子體具有類金屬特性，即對電磁波具有反射作用，其反射特性與表面等離子體的微波傳輸特性、濃度及分布密切相關。

因此，如何制作一種固態等離子體PiN二極管來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，本發明提出一種基于臺狀有源區的固態等離子體PiN二極管及其制備方法。

具體地，本發明實施例提出的一種基于臺狀有源區的固態等離子體PiN二極管及其制備方法，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SOI襯底形成臺狀有源區；

(c)對所述臺狀有源區四周利用原位摻雜工藝分別淀積P型Si材料和N型Si材料形成P區和N區；

(d)在所述臺狀有源區四周淀積多晶Si材料；

(e)在所述多晶Si材料表面制作引線并光刻PAD以形成所述固態等離子體PiN二極管。

在本發明的一個實施例中，步驟(b)包括：

(b1)利用CVD工藝，在所述SOI襯底表面形成第一保護層；

(b2)采用第一掩膜版，利用光刻工藝在所述第一保護層上形成有源區圖形；

(b3)利用干法刻蝕工藝，對所述有源區圖形的指定位置四周刻蝕所述第一保護層及所述SOI襯底的頂層Si層從而形成有所述臺狀有源區。

在本發明的一個實施例中，步驟(b)之后，還包括：

(x1)利用氧化工藝，對所述臺狀有源區的側壁進行氧化以在所述臺狀有源區側壁形成氧化層；