[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

说明书

本发明涉及一种可重构多层全息天线中的异质Ge基pin二极管串制备方法，该制备方法包括：选取某一晶向的GeOI衬底，并在GeOI衬底内设置隔离区；刻蚀GeOI衬底形成P型沟槽和N型沟槽，P型沟槽和N型沟槽的深度小于GeOI衬底的顶层Ge的厚度；填充P型沟槽和N型沟槽，并采用离子注入在GeOI衬底的顶层Ge内形成P型有源区和N型有源区；在GeOI衬底上形成引线，以完成异质Ge基等离子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基等离子pin二极管。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别涉及一种可重构多层全息天线中的异质Ge基pin二极管串制备方法。

背景技术

可动态地适应于不断改变环境传播特性的无线通信系统将会是下一代通信应用的关键，天线在任何无线装置中都是极其重要的部件，因为其传送和接收无线电波。天线的性能代表大多数无线装置的性能，因此天线的性能是系统的关键部分。

可重构天线是通过改变其物理结构来改变其辐射、极化和频率特性的天线。其中，频率可重构天线因为其能适用于多个频率，极大地扩展了应用范围，受到众多研究者的重视。

为了提高通信质量，减小环境对电磁信号的干扰，要求天线具有高增益、低副瓣和高定向性。为适应实战环境的需要，要求天线隐蔽性好、抗干扰能力强且具有较低轮廓。传统的反射面天线和相控阵天线增益较高，但前者尺寸过大，较难隐蔽；后者损耗较高，成本较大，较难适应实战要求。全息天线能很好地满足上述要求，除稳定性好、抗干扰能力强外，更重要的是解决了在复杂形状物体，如飞机、车辆等的表面集成天线，并得到特定的辐射特性。通常情况下，由于实体的遮挡，实体上的天线在某些区域是难以辐射能量的，全息天线可以解决这一问题，实现该区域任意方向的定向辐射，从而使天线具有这一特殊性质。

目前，国内外应用于可重构天线的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，选择寻找合适的材料及制备方法来制作频率可重构的全息天线是个重要的问题。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种可重构多层全息天线中的异质Ge基pin二极管串制备方法。

具体的，本发明实施例提供一种可重构多层全息天线中的异质Ge基pin二极管串制备方法，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，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；