[发明专利]可重构多层全息天线中的异质Ge基pin二极管串制备方法

权利要求书

1.一种可重构多层全息天线中的异质Ge基pin二极管串的制备方法，其特征在于，所述异质Ge基等离子pin二极管串用于制作可重构多层全息天线(1)，所述全息天线(1)包括：半导体基片(11)、天线模块(13)、第一全息圆环(15)及第二全息圆环(17)；所述天线模块(13)、所述第一全息圆环(15)及所述第二全息圆环(17)均采用半导体工艺制作于所述半导体基片(11)上；其中，所述天线模块(13)、所述第一全息圆环(15)及所述第二全息圆环(17)均包括依次串接的pin二极管串；

所述制备方法包括步骤：

(a)选取某一晶向的GeOI衬底，所述GeOI衬底的顶层Ge的厚度为50μm；在所述GeOI衬底表面形成第一保护层；利用光刻工艺在所述第一保护层上形成第一隔离区图形；

(b)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；

(c)填充所述隔离槽以形成所述Ge基等离子pin二极管串的隔离区；

(d)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；

(e)利用多晶SiGe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，所述P型有源区和所述N型有源区的掺杂浓度均为0.5×10²⁰cm^-3，其中，步骤(e)包括：

(e1)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；

(e2)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；

(e3)利用所述多晶SiGe填充所述P型沟槽和所述N型沟槽；

(f)在所述GeOI衬底上形成引线并进行连接，以完成所述Ge基等离子pin二极管串的制备。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护层包括第一二氧化硅层和第一氮化硅层；相应地，在所述GeOI衬底表面形成第一保护层，包括：

在所述GeOI衬底表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅层；在所述第一二氧化硅层表面生成氮化硅以形成第一氮化硅层。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(d)包括：

(d1)在所述GeOI衬底表面形成第二保护层；

(d2)利用光刻工艺在所述第二保护层上形成第二隔离区图形；

(d3)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衬底以形成所述P型沟槽和所述N型沟槽。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第二保护层包括第二二氧化硅层和第二氮化硅层；相应地，步骤(d1)包括：

(d11)在所述GeOI衬底表面生成二氧化硅以形成第二二氧化硅层；

(d12)在所述第二二氧化硅层表面生成氮化硅以形成第二氮化硅层。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(e3)包括：

(e31)利用所述多晶SiGe填充所述P型沟槽和所述N型沟槽；

(e32)平整化处理所述GeOI衬底后，在所述GeOI衬底上形成多晶SiGe层；

(e33)光刻所述多晶SiGe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P型有源区和N型有源区且同时形成P型接触区和N型接触区；

(e34)去除光刻胶；利用湿法刻蚀去除所述P型接触区和所述N型接触区以外的所述多晶SiGe层。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(f)包括：

(f1)在所述GeOI衬底上生成二氧化硅；

(f2)利用退火工艺激活有源区中的杂质；

(f3)在所述P型接触区和所述N型接触区光刻引线孔以形成引线；钝化处理、光刻PAD并进行连接，以形成所述Ge基等离子pin二极管串。