[发明专利]一种SiGe基固态等离子体PiN二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种SiGe基固态等离子体PiN二极管及其制备方法，该制备方法包括：选取某一晶向的SiGeOI衬底，在SiGeOI衬底上设置隔离区；刻蚀所述衬底形成P型沟槽和N型沟槽，P型沟槽和N型沟槽的深度小于衬底的顶层SiGe的厚度；在P型沟槽和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；填充P型沟槽和N型沟槽，并采用离子注入在衬底的顶层SiGe内形成第二P型有源区和第二N型有源区；在衬底上形成引线，以完成SiGe基固态等离子体PiN二极管的制备。本发明实施例利用深槽隔离技术及离子注入工艺能够制备并提供适用于形成固态等离子天线的高性能SiGe基固态等离子体PiN二极管。

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SiGe基固态等离子体PiN二极管及其制备方法。

背景技术

目前，国内外应用于等离子可重构天线的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。

因此，选择何种材料及工艺来制作一种固态等离子体PiN二极管以应用于固态等离子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SiGe基固态等离子体PiN二极管及其制备方法。

具体地，本发明实施例提出的一种SiGe基固态等离子体PiN二极管的制备方法，所述固态等离子体PiN二极管用于制作固态等离子天线，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)刻蚀所述衬底形成P型沟槽和N型沟槽，所述P型沟槽和所述N型沟槽的深度小于所述衬底的顶层SiGe的厚度；

(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；以及

(e)在所述衬底上形成引线，以完成所述SiGe基固态等离子体PiN二极管的制备。

在上述实施例的基础上，在所述衬底内设置隔离区，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固态等离子体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(a2)包括：

(a21)在所述SiGe表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅层；

(a22)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，步骤(b)包括：

(b1)在所述SiGe表面形成第二保护层；

(b2)利用光刻工艺在所述第二保护层上形成第二隔离区图形；