[发明专利]基于台状有源区的固态等离子体PiN二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于台状有源区的固态等离子体PiN二极管及其制备方法。该制备方法包括：(a)选取SOI衬底；(b)刻蚀SOI衬底形成台状有源区；(c)对所述台状有源区四周利用原位掺杂工艺分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区；(d)在所述台状有源区四周淀积多晶Si材料；(e)在所述多晶Si材料表面制作引线并光刻PAD以形成所述固态等离子体PiN二极管。本发明实施例利用原位掺杂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基于台状有源区的固态等离子体PiN二极管。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别涉及一种基于台状有源区的固态等离子体PiN二极管及其制备方法。

背景技术

传统金属天线由于其重量和体积都相对较大，设计制作不灵活，自重构性和适应性较差，严重制约了雷达与通信系统的发展和性能的进一步提高。因此，近年来，研究天线宽频带、小型化、以及重构与复用的理论日趋活跃。

在这种背景下，研究人员提出了一种新型天线概念-等离子体天线，该天线是一种将等离子体作为电磁辐射导向媒质的射频天线。等离子体天线的可利用改变等离子体密度来改变天线的瞬时带宽、且具有大的动态范围；还可以通过改变等离子体谐振、阻抗以及密度等，调整天线的频率、波束宽度、功率、增益和方向性动态参数；另外，等离子体天线在没有激发的状态下，雷达散射截面可以忽略不计，而天线仅在通信发送或接收的短时间内激发，提高了天线的隐蔽性，这些性质可广泛的应用于各种侦察、预警和对抗雷达，星载、机载和导弹天线，微波成像天线，高信噪比的微波通信天线等领域，极大地引起了国内外研究人员的关注，成为了天线研究领域的热点。

但是当前绝大多数的研究只限于气态等离子体天线，对固态等离子体天线的研究几乎还是空白。而固态等离子体一般存在于半导体器件中，无需像气态等离子那样用介质管包裹，具有更好的安全性和稳定性。经理论研究发现，固态等离子体PiN二极管在加直流偏压时，直流电流会在其表面形成自由载流子(电子和空穴)组成的固态等离子体，该等离子体具有类金属特性，即对电磁波具有反射作用，其反射特性与表面等离子体的微波传输特性、浓度及分布密切相关。

因此，如何制作一种固态等离子体PiN二极管来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，本发明提出一种基于台状有源区的固态等离子体PiN二极管及其制备方法。

具体地，本发明实施例提出的一种基于台状有源区的固态等离子体PiN二极管及其制备方法，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SOI衬底；

(b)刻蚀SOI衬底形成台状有源区；

(c)对所述台状有源区四周利用原位掺杂工艺分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区；

(d)在所述台状有源区四周淀积多晶Si材料；

(e)在所述多晶Si材料表面制作引线并光刻PAD以形成所述固态等离子体PiN二极管。

在本发明的一个实施例中，步骤(b)包括：

(b1)利用CVD工艺，在所述SOI衬底表面形成第一保护层；

(b2)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；

(b3)利用干法刻蚀工艺，对所述有源区图形的指定位置四周刻蚀所述第一保护层及所述SOI衬底的顶层Si层从而形成有所述台状有源区。

在本发明的一个实施例中，步骤(b)之后，还包括：

(x1)利用氧化工艺，对所述台状有源区的侧壁进行氧化以在所述台状有源区侧壁形成氧化层；