[发明专利]具有台面结构的异质GeSn基固态等离子体PiN二极管阵列的制备方法及其器件

权利要求书

1.具有台面结构的异质GeSn基固态等离子体PiN二极管阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)选取半导体GeOI衬底，并在GeOI衬底内掺杂形成顶层GeSn区；

(b)在GeSn区表面，形成台面的有源区；

(c)在台面的有源区，利用原位掺杂形成P区和N区；

(d)在所述衬底上形成GeSn合金引线并进行连接，形成具有台面结构的异质GeSn基固态等离子体PiN二极管阵列。

2.如权利要求1所述的具有台面结构的异质GeSn基固态等离子体PiN二极管阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)在GeOI衬底内掺杂形成顶层GeSn区的具体方法包括以下步骤：

(a1)光刻所述GeOI衬底；

(a2)对所述GeOI衬底进行Sn组分掺杂，形成顶层GeSn区，通过动态控制顶层Ge中Sn组分的含量以实现载流子最大注入比；

(a3)去除光刻胶。

3.如权利要求1所述的具有台面结构的异质GeSn基固态等离子体PiN二极管阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)形成台面的有源区，具体方法包括以下步骤：

(b1)在所述GeSn区表面利用化学气相沉积CVD淀积一层氮化硅；

(b2)利用光刻工艺在所述氮化硅层上形成台面有源区图形；

(b3)利用干法刻蚀工艺在所述有源区图形的指定位置处刻蚀所述保护层及顶层GeSn区从而形成台面有源区。

4.如权利要求1所述的具有台面结构的异质GeSn基固态等离子体PiN二极管阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)利用原位掺杂形成P区和N区的具体方法包括以下步骤：

(c1)台面的有源区四周平坦化处理；

(c2)在衬底表面的P区图形上，利用原位掺杂淀积p型AlAs形成P区；

(c3)在衬底表面的N区图形上，利用原位掺杂淀积n型AlAs形成N区。

5.如权利要求4所述的具有台面结构的异质GeSn基固态等离子体PiN二极管阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(c1)对台面的有源区四周进行平坦化处理的具体方法包括以下步骤：

(c11)氧化所述台面有源区的四周侧壁以使所述台面有源区的四周侧壁形成氧化层；

(c12)利用湿法刻蚀工艺刻蚀所述台面有源区的四周侧壁氧化层以完成所述台面有源区的四周侧壁平坦化。

6.如权利要求4所述的具有台面结构的异质GeSn基固态等离子体PiN二极管阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(c2)利用原位掺杂淀积p型AlAs形成P区的具体方法包括以下步骤：

(c21)利用化学气相沉积CVD在所述衬底表面淀积一层二氧化硅；

(c22)利用光刻工艺在所述二氧化硅层上形成P区图形；

(c23)利用湿法刻蚀工艺去除P区上的二氧化硅；

(c24)利用原位掺杂淀积p型AlAs形成P区；

(c25)先利用干法刻蚀工艺使P区表面平整化，再利用湿法刻蚀工艺去除衬底表面的二氧化硅。

7.如权利要求4所述的具有台面结构的异质GeSn基固态等离子体PiN二极管阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(c3)利用原位掺杂淀积n型AlAs形成N区的具体方法包括以下步骤：

(c31)利用化学气相沉积CVD在所述衬底表面淀积一层二氧化硅；

(c32)利用光刻工艺在所述二氧化硅层上形成N区图形；

(c33)利用湿法刻蚀工艺去除N区上的二氧化硅；

(c34)利用原位掺杂淀积n型AlAs形成N区；

(c35)先利用干法刻蚀工艺使N区表面平整化，再利用湿法刻蚀工艺去除衬底表面的二氧化硅。