[发明专利]AlAs-Ge-AlAs结构的基固态等离子体PiN二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种AlAs-Ge-AlAs结构的基固态等离子PiN二极管的制备方法，其特征在于，包括：

(a)选取GeOI衬底，并在所述GeOI衬底内设置隔离区；

(b)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型沟槽的底部距GeOI衬底的顶层Ge底部的距离为0.5微米～30微米；

(c)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，所述P型有源区和所述N型有源区的掺杂浓度为0.5×10²⁰cm^-3；以及

(d)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，

步骤(c)包括：

(c1)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；

(c2)利用CMP工艺，平整化处理GeOI衬底后，在GeOI衬底上形成AlAs层；

(c3)光刻AlAs层，并采用带胶离子注入的方法对所述P型沟槽和所述N型沟槽所在位置分别注入P型杂质和N型杂质以形成所述P型有源区和所述N型有源区且同时形成P型接触区和N型接触区；

(c4)去除光刻胶；

(c5)利用湿法刻蚀去除P型接触区和N型接触区以外的AlAs材料，并且，在步骤(c)之前，还包括：

(x1)在850℃下高温处理10分钟，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。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)包括：

(a1)在所述GeOI衬底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；

(a4)填充所述隔离槽以形成所述隔离区。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护层包括第一SiO₂层和第一SiN层；相应地，步骤(a1)包括：

(a11)在所述GeOI衬底表面生成SiO₂材料以形成第一SiO₂层；

(a12)在所述第一SiO₂层表面生成SiN材料以形成第一SiN层。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)包括：

(b1)在所述GeOI衬底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；

(b3)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。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二保护层包括第二SiO₂层和第二SiN层；相应地，步骤(b1)包括：

(b11)在所述GeOI衬底表面生成SiO₂材料以形成第二SiO₂层；

(b12)在所述第二SiO₂层表面生成SiN材料以形成第二SiN层。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)之后，还包括：

(y1)在整个衬底表面生成SiO₂材料；

(y2)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。