[发明专利]用于可重构环形天线的SiGe基异质SPiN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环形天线的SiGe基异质SPiN二极管的制备方法。

背景技术

在高速发展的现代通信系统中，为满足通信、导航、探测等方面的要求，需多个发射、接收天线同时工作在一个平台上。在这种情况下，越来越多的负载和各天线之间的电磁兼容成为日益突出的问题。可重构天线可以随环境的不同动态地选择不同的工作模式，从而使一个天线实现了多个天线的功能，为有效解决电磁干扰及系统小型化问题做出了重要探索。

目前，市面上有一类频率可重构天线，其重要构成部件SPIN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SPIN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SPIN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合适材料的二极管串以应用于环形频率可重构天线，是亟待解决的问题。

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环形天线的SiGe基异质SPiN二极管的制备方法。

具体的，本发明实施例提供一种用于可重构环形天线的SiGe基异质SPiN二极管的制备方法，所述SiGe基异质SPiN二极管用于制作可重构环形天线，所述环形天线包括：半导体基片(1)；介质板(2)；第一等离子SPIN二极管环(3)、第二等离子SPIN二极管环(4)、第一直流偏置线(5)及第二直流偏置线(6)，均设置于所述半导体基片(1)上；耦合式馈源(7)，设置于所述介质板(2)上；所述第一SPIN二极管环(3)、所述第二SPIN二极管环(4)、所述第一直流偏置线(5)及所述第二直流偏置线(6)均采用半导体工艺制作在所述半导体基片(1)上。

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SiGeOI衬底表面形成第二保护层；

(c)利用光刻工艺在所述第二保护层上形成第二隔离区图形；

(d)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SiGeOI衬底以形成所述P型沟槽和所述N型沟槽；

(e)填充P型沟槽和N型沟槽，并采用离子注入在所述SiGeOI衬底的顶层SiGe内形成P型有源区和N型有源区；

(f)在所述SiGeOI衬底上形成引线，以完成SiGe基异质SPiN二极管的制备。

进一步地，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SPIN二极管的所述隔离区。

进一步地，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层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。

进一步地，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，步骤(b)包括：

(b1)在所述SiGeOI衬底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。

进一步地，在上述实施例的基础上，步骤(e)包括：

(e1)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；

(e2)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；

(e3)填充所述P型沟槽和所述N型沟槽。

进一步地，在上述实施例的基础上，步骤(e3)包括：

(e31)利用多晶硅填充所述P型沟槽和所述N型沟槽；