[发明专利]基于Ge基异质结材料的频率可重构全息天线制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种基于Ge基异质结材料的频率可重构全息天线制备方法。

背景技术

可重构天线的概念提出于20世纪60年代。可重构是指多天线阵列中各阵元之间的关系是可以根据实际情况灵活可变的，而非固定的。它主要是通过调整状态可变器件，实现天线性能的可重构。可重构天线按功能可分为频率可重构天线(包括实现宽频带和实现多频带)、方向图可重构天线、极化可重构天线和多电磁参数可重构天线。通过改变可重构天线的结构可以使天线的频率、波瓣图、极化方式等多种参数中的一种或几种实现重构，因其具有体积小、功能多、易于实现分集应用的优点，已经成为研究热点。

全息天线由源天线和全息结构组成。结合实际需求，选择适当的天线作为源天线，通过加载全息结构来改变馈源的辐射，以获得所需的目标天线的辐射特性，通过给定的电磁波辐射的干涉图进而推算天线结构。与传统的反射面天线相比，全息结构具有灵活的构建形式，便于和应用环境一体设计，应用范围很广泛。

因此，如何制作高性能的频率可重构全息天线，尤其是利用半导体工艺来进行制作，就变得非常有意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于Ge基异质结材料的频率可重构全息天线制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的实施例提供了一种基于Ge基异质结材料的频率可重构全息天线制备方法，其中，所述全息天线包括GeOI材料、第一天线臂、第二天线臂、同轴馈线、直流偏置线及全息圆环；其中，所述制备方法包括：

在所述GeOI衬底上按照所述全息天线的结构制作多个横向SPiN二极管，且所述横向SPiN二极管的P区采用Si材料、i区采用Ge材料及N区采用Si材料以形成Ge基异质SPiN二极管；

在多个所述横向SPiN二极管上依次互连PAD以形成多个SPiN二极管串；

制作直流偏置线以连接所述SPiN二极管串与直流偏置电源；

制作所述同轴馈线以连接所述第一天线臂及所述第二天线臂，最终形成所述全息天线。

在本发明的一个实施例中，在所述GeOI衬底上按照所述全息天线的结构制作多个横向SPiN二极管，包括：

(a)在所述GeOI衬底上按照所述第一天线臂、所述第二天线臂、所述全息圆环的结构确定所述横向SPiN二极管的有源区位置，并在所述有源区位置处设置隔离区；

(b)在所述有源区位置处刻蚀所述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；

(c)填充所述P型沟槽和所述N型沟槽，并采用离子注入工艺在所述P型沟槽和所述N型沟槽内形成P型有源区和N型有源区；以及

(d)在所述GeOI衬底上形成引线；

(e)钝化处理并光刻PAD以形成多个所述横向SPiN二极管。

在本发明的一个实施例中，步骤(a)中，在所述有源区位置处设置隔离区，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横向SPiN二极管的所述隔离区。

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；

(b3)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。

在本发明的一个实施例中，在步骤(c)之前，还包括：

(x1)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；

(x2)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。

在本发明的一个实施例中，步骤(c)，包括：

(c1)利用多晶硅填充所述P型沟槽和所述N型沟槽；

(c2)平整化处理所述GeOI衬底后，在所述GeOI衬底上形成多晶硅层；