[发明专利]应用于套筒天线的异质Ge基等离子pin二极管的制备方法

说明书

本发明涉及一种应用于套筒天线的异质Ge基等离子pin二极管的制备方法，该制备方法包括：选取某一晶向的GeOI衬底，并在GeOI衬底内设置隔离区；刻蚀GeOI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GeOI衬底的顶层Ge的厚度；填充P型沟槽和N型沟槽，并采用离子注入在GeOI衬底的顶层Ge内形成P型有源区和N型有源区；在GeOI衬底上形成引线，以完成异质Ge基等离子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Ge基等离子pin二极管。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别涉及一种应用于套筒天线的异质Ge基等离子pin二极管的制备方法。

背景技术

在现代化通信和遥感系统中，套筒天线以其良好的宽频带特性得到了较为广泛的应用。近年来，套筒天线的理论研究日益受到人们的重视。此外，可重构天线，尤其是频率可重构天线，能在多个频率下工作，极大地拓展了天线的应用范围，一直是国内外天线领域研究的重点之一。

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，如何选取合适的材料和制备工艺以生产出一种等离子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，本发明提出一种应用于套筒天线的异质Ge基等离子pin二极管的制备方法。

本发明提供一种应用于套筒天线的异质Ge基等离子pin二极管的制备方法，所述套筒天线包括：半导体基片(1)、pin二极管天线臂(2)、第一pin二极管套筒(3)、第二pin二极管套筒(4)、同轴馈线(5)、直流偏置线(9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19)；

所述pin二极管天线臂(2)、所述第一pin二极管套筒(3)、所述第二pin二极管套筒(4)及所述直流偏置线(9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19)均制作于所述半导体基片(1)上；所述pin二极管天线臂(2)与所述第一pin二极管套筒(3)及所述第二pin二极管套筒(4)通过所述同轴馈线(5)连接，所述同轴馈线(5)的内芯线(7)连接所述pin二极管天线臂(2)且所述同轴馈线(5)的外导体(8)连接所述第一pin二极管套筒(3)及所述第二pin二极管套筒(4)，所述Ge基等离子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GeOI衬底，在所述GeOI衬底表面形成第一保护层；

(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所述Ge基等离子pin二极管的所述隔离区；

(e)刻蚀所述GeOI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GeOI衬底的顶层Ge的厚度；

(f)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GeOI衬底的顶层Ge内形成P型有源区和N型有源区；

(g)在所述GeOI衬底上形成引线，以完成所述Ge基等离子pin二极管的制备。