[发明专利]具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种具备SiO₂保护层的频率可重构全息天线的制备方法。

背景技术

可重构天线的概念提出于20世纪60年代。可重构是指多天线阵列中各阵元之间的关系是可以根据实际情况灵活可变的，而非固定的。它主要是通过调整状态可变器件，实现天线性能的可重构。可重构天线按功能可分为频率可重构天线(包括实现宽频带和实现多频带)、方向图可重构天线、极化可重构天线和多电磁参数可重构天线。通过改变可重构天线的结构可以使天线的频率、波瓣图、极化方式等多种参数中的一种或几种实现重构，因其具有体积小、功能多、易于实现分集应用的优点，已经成为研究热点。

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。

因此，如何制作高性能的频率可重构全息天线，尤其是利用半导体工艺来进行制作，就变得非常有意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种具备SiO₂保护层的频率可重构全息天线的制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的实施例提供了一种具备SiO₂保护层的频率可重构全息天线的制备方法，所述全息天线包括SOI衬底、第一天线臂、第二天线臂及全息圆环；其中，所述制备方法包括：

选取SOI衬底；刻蚀所述SOI衬底形成有源区沟槽；

对所述有源区沟槽分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区；光刻引线孔并金属化处理以形成所述具备SiO₂保护层的固态等离子体PiN二极管；

所述固态等离子体PiN二极管依次首尾相连构成固态等离子体PiN二极管串；

由多段所述固态等离子体PiN二极管串组成所述第一天线臂、第二天线臂及全息圆环；

制作所述直流偏置线和同轴馈线；以形成所述可重构全息天线。

在本发明的一个实施例中，选取SOI衬底；刻蚀所述SOI衬底形成有源区沟槽，包括：

利用CVD工艺，在所述SOI衬底表面形成第一保护层；

采用第一掩膜版，利用光刻工艺在所述第一保护层上形成有源区图形；

利用干法刻蚀工艺，在所述有源区图形的指定位置处刻蚀所述第一保护层及所述SOI衬底顶层Si层从而形成有所述有源区沟槽。

在本发明的一个实施例中，对所述有源区沟槽分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区，包括：

在整个衬底表面淀积第二保护层；采用第二掩膜板，利用光刻工艺在所述第二保护层表面形成P区图形；

利用湿法刻蚀工艺去除P区图形上的所述第二保护层；

利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积P型Si材料形成所述P区；

在整个衬底表面淀积第三保护层；采用第三掩膜板，利用光刻工艺在所述第三保护层表面形成N区图形；

利用湿法刻蚀工艺去除N区图形上的所述第三保护层；利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积N型Si材料形成所述N区。

在本发明的一个实施例中，所述的制备方法还应包括：

在整个衬底表面生成SiO₂材料；利用退火工艺激活所述P型有源区及所述N型有源区中的杂质。

在本发明的一个实施例中，所述全息圆环为由八段等长的具备SiO₂保护层的固态等离子体PiN二极管串排列形成正八边形结构，其中，所述正八边形的边长与所述第一天线臂和所述第二天线臂长度之和相同。

其中，所述正八边形的外接圆的半径为所述天线接收或发送的电磁波波长的四分之三。

在本发明的一个实施例中，所述第一天线臂和所述第二天线臂沿所述同轴馈线轴对称分布且包括相同数量的具备SiO₂保护层的固态等离子体PiN二极管串。

在本发明的一个实施例中，还包括制作于所述SOI衬底的直流偏置线；所述直流偏置线间隔性的电连接至所述具备SiO₂保护层的固态等离子体PiN二极管串两端；所述直流偏置线采用化学气相淀积的方法制作于所述SOI衬底上，其材料为铜、铝或经过掺杂的多晶硅中的任意一种。