[发明专利]多层全息天线中AlAs‑Ge‑AlAs结构基等离子pin二极管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子元器件的制造领域，特别涉及一种多层全息天线中AlAs-Ge-AlAs结构基等离子pin二极管的制造方法。

背景技术

全息天线因为其具有全息结构，能在特定的场合很好地满足用户的实际要求，具有较好的应用前景。可重构天线，尤其是频率可重构天线，能工作在多个频率的条件下，极大地扩展了应用范围，受到广泛的关注。采用何种材料和工艺以生产出频率可重构全息天线是个很重要也很有意义的问题。

目前，国内外应用于可重构天线的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。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种多层全息天线中AlAs-Ge-AlAs结构基等离子pin二极管的制造方法。

具体的，本发明实施例提供一种多层全息天线中AlAs-Ge-AlAs结构基等离子pin二极管的制造方法，所述pin二极管用于制备所述全息天线，所述全息天线包括：半导体基片(11)、天线模块(13)、第一全息圆环(15)及第二全息圆环(17)；所述天线模块(13)、所述第一全息圆环(15)及所述第二全息圆环(17)均采用半导体工艺制作于所述半导体基片(11)上；其中，所述天线模块(13)、所述第一全息圆环(15)及所述第二全息圆环(17)均包括依次串接的pin二极管串；

所述制造方法包括：

(a)选取GeOI衬底，在所述GeOI衬底表面生成SiO₂材料以形成第一SiO₂层，在所述第一SiO₂层表面生成SiN材料以形成第一SiN层，其中，所述第一SiO₂层和所述第一SiN层构成所述GeOI衬底表面的第一保护层；

(b)利用光刻工艺在所述第一保护层上形成第一隔离区图形；

(c)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GeOI衬底以形成隔离槽，且所述隔离槽的深度大于等于所述GeOI衬底的顶层Ge的厚度；

(d)填充所述隔离槽以形成隔离区；

(e)刻蚀所述GeOI衬底形成P型沟槽和N型沟槽；

(f)在所述P型沟槽和所述N型沟槽内淀积AlAs材料，并对所述P型沟槽和所述N型沟槽内的AlAs材料进行离子注入形成P型有源区和N型有源区；

(g)在所述P型有源区和所述N型有源区表面形成引线，以完成所述AlAs-Ge-AlAs结构的基等离子pin二极管的制备。

在上述实施例的基础上，步骤(e)包括：

(e1)在所述GeOI衬底表面形成第二保护层；

(e2)利用光刻工艺在所述第二保护层上形成第二隔离区图形；

(e3)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GeOI衬底的顶层Ge层以在所述顶层Ge层内形成所述P型沟槽和所述N型沟槽。

在上述实施例的基础上，所述第二保护层包括第二SiO₂层和第二SiN层；相应地，步骤(e1)包括：

(e11)在所述GeOI衬底表面生成SiO₂材料以形成第二SiO₂层；

(e12)在所述第二SiO₂层表面生成SiN材料以形成第二SiN层。

在上述实施例的基础上，步骤(f)之前，还包括：

(x1)氧化所述P型沟槽和所述N型沟槽以使所述P型沟槽和所述N型沟槽的内壁形成氧化层；

(x2)利用湿法刻蚀工艺刻蚀所述P型沟槽和所述N型沟槽内壁的氧化层以完成所述P型沟槽和所述N型沟槽内壁的平整化。

在上述实施例的基础上，步骤(f)包括：

(f1)利用MOCVD工艺，在所述P型沟槽和所述N型沟槽内及整个衬底表面淀积AlAs材料；

(f2)利用CMP工艺，平整化处理GeOI衬底后，在GeOI衬底上形成AlAs层；