[发明专利]用于可重构全息天线的SiGe基等离子pin二极管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别涉及一种用于可重构全息天线的SiGe基等离子pin二极管的制备方法。

背景技术

全息天线由源天线和全息结构组成。结合实际需求，选择适当的天线作为源天线，通过加载全息结构来改变馈源的辐射，以获得所需的目标天线的辐射特性，通过给定的电磁波辐射的干涉图进而推算天线结构。与传统的反射面天线相比，全息结构具有灵活的构建形式，便于和应用环境一体设计，应用范围很广泛。

无线通信系统要求天线能根据实际使用环境来改变其电特性，即实现天线特性的“可重构”。可重构天线具有多个天线的功能，减少了系统中天线的数量。等离子体天线是一种将等离子体作为电磁辐射导向媒质的射频天线，它可通过改变等离子体密度来改变天线的瞬时带宽，且具有大的动态范围；还可以通过改变等离子体谐振、阻抗以及密度等，调整天线的频率、波束宽度、功率、增益和方向性动态参数，极大地引起了国内外研究人员的关注，成为了天线研究领域的热点。

目前，国内外应用于等离子可重构天线的固态等离子pin二极管采用的材料均为体硅材料，此材料存在本征区载流子迁移率较低问题，影响pin二极管本征区载流子浓度，进而影响其固态等离子体浓度；并且该结构的P区与N区大多采用注入工艺形成，此方法要求注入剂量和能量较大，对设备要求高，且与现有工艺不兼容；而采用扩散工艺，虽结深较深，但同时P区与N区的面积较大，集成度低，掺杂浓度不均匀，影响pin二极管的电学性能，导致固态等离子体浓度和分布的可控性差。

因此，选择何种材料及工艺来制作一种等离子pin二极管以应用于固态等离子全息天线就变得尤为重要。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种用于可重构全息天线的SiGe基等离子pin二极管的制备方法。

具体地，本发明实施例提出一种用于可重构全息天线的SiGe基等离子pin二极管的制备方法，所述SiGe基等离子pin二极管用于制作可重构全息天线，所述可重构全息天线包括：SiGeOI半导体基片(1)；制作在所述SiGeOI半导体基片(1)上的第一天线臂(2)、第二天线臂(3)、同轴馈线(4)及全息圆环(14)；其中，所述第一天线臂(2)和所述第二天线臂(3)包括分布在所述同轴馈线(4)两侧且等长的SiGe基等离子pin二极管串，所述全息圆环(14)包括多个SiGe基等离子pin二极管串(w7)；所述制备方法包括步骤：

(a)选取某一晶向的SiGeOI衬底，在SiGeOI衬底上设置隔离区；

(b)在所述衬底表面形成第二保护层；利用光刻工艺在所述第二保护层上形成第二隔离区图形；利用干法刻蚀工艺在所述第二隔离区图形的指定位置处刻蚀所述第二保护层及所述衬底以形成P型沟槽和N型沟槽；

(c)在所述P型沟槽和所述N型沟槽内采用离子注入形成第一P型有源区和第一N型有源区；

(d)填充所述P型沟槽和所述N型沟槽，并采用离子注入在所述衬底的顶层SiGe内形成第二P型有源区和第二N型有源区；

(e)在所述衬底上生成二氧化硅，利用退火工艺激活有源区中的杂质，在所述P型接触区和所述N型接触区光刻引线孔以形成引线，钝化处理并光刻PAD以形成所述等离子pin二极管。

在上述实施例的基础上，在SiGeOI衬底上设置隔离区，包括：

(a1)在所述SiGe表面形成第一保护层；

(a2)利用光刻工艺在所述第一保护层上形成第一隔离区图形；

(a3)利用干法刻蚀工艺在所述第一隔离区图形的指定位置处刻蚀所述第一保护层及所述衬底以形成隔离槽，且所述隔离槽的深度大于等于所述衬底的顶层SiGe的厚度；

(a4)填充所述隔离槽以形成所述等离子pin二极管的所述隔离区。

在上述实施例的基础上，所述第一保护层包括第一二氧化硅层和第一氮化硅层；相应地，步骤(a1)包括：

(a11)在所述SiGe表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅层；

(a12)在所述第一二氧化硅层表面生成氮化硅以形成第一氮化硅层。

在上述实施例的基础上，所述第二保护层包括第二二氧化硅层和第二氮化硅层；相应地，所述在所述衬底表面形成第二保护层包括：

(b1)在所述SiGe表面生成二氧化硅以形成第二二氧化硅层；

(b2)在所述第二二氧化硅层表面生成氮化硅以形成第二氮化硅层。

在上述实施例的基础上，步骤(c)包括：