[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

说明书

本发明涉及一种AlAs‑Ge‑AlAs结构的基固态等离子体PiN二极管及其制备方法。该制备方法包括：选取GeOI衬底，并在所述GeOI衬底内设置隔离区；刻蚀所述GeOI衬底形成P型沟槽和N型沟槽；在所述P型沟槽和所述N型沟槽内淀积AlAs材料，并在所述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；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Ge基固态等离子体PiN二极管。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种AlAs-Ge-AlAs结构的基固态等离子体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AlAs-Ge-AlAs结构的基固态等离子体PiN二极管及其制备方法。

具体地，本发明实施例提出的一种AlAs-Ge-AlAs结构的基固态等离子体PiN二极管的制备方法，所述AlAs-Ge-AlAs结构的基固态等离子体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；

(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；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结构的基固态等离子体PiN二极管的制备。

在本发明的一个实施例中，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。

在本发明的一个实施例中，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。

在本发明的一个实施例中，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；