[发明专利]AlAs/Ge/AlAs结构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AlAs/Ge/AlAs结构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。

目前，国内外应用于等离子可重构天线的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，选择何种材料及工艺来制作一种等离子pin二极管以应用于固态等离子天线就变得尤为重要。

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AlAs/Ge/AlAs结构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AlAs/Ge/AlAs结构的频率可重构全息天线制备方法，所述全息天线包括GeOI衬底(1)、第一天线臂(2)、第二天线臂(3)、同轴馈线(4)、直流偏置线及全息圆环(14)；其中，所述制备方法包括：

在所述GeOI衬底上制作AlAs/Ge/AlAs结构的固态等离子pin二极管；所述pin二极管的P区采用AlAs材料、i区采用Ge材料及N区采用AlAs材料以形成异质Ge基等离子pin二极管；

由多个所述AlAs/Ge/AlAs结构的固态等离子pin二极管依次首尾相连形成等离子pin二极管串；

由多个所述等离子pin二极管串制作所述第一天线臂和第二天线臂；

在所述GeOI衬底上制作所述直流偏置线；在所述第一天线臂和第二天线臂上制作同轴馈线以形成所述可重构全息天线。

在本发明的一个实施例中，在所述GeOI衬底上制作AlAs/Ge/AlAs结构的固态等离子pin二极管，包括：

(a)选取GeOI衬底，并在所述GeOI衬底内设置隔离区；

(b)刻蚀所述GeOI衬底形成P型沟槽和N型沟槽；

(c)在所述P型沟槽和所述N型沟槽内及整个衬底表面淀积AlAs材料；平整化处理GeOI衬底后，在GeOI衬底上形成AlAs层；

(d)光刻AlAs层，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型杂质以形成所述P型有源区和所述N型有源区且同时形成P型接触区和N型接触区；

(e)去除光刻胶；利用湿法刻蚀去除P型接触区和N型接触区以外的AlAs材料；以及

(f)在所述P型有源区和所述N型有源区表面形成引线，以完成所述AlAs/Ge/AlAs结构的固态等离子pin二极管的制备。

其中，步骤(a)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隔离区。

进一步的，所述第一保护层包括第一SiO2层和第一SiN层；相应地，步骤(a1)包括：

(a11)在所述GeOI衬底表面生成SiO2材料以形成第一SiO2层；

(a12)在所述第一SiO2层表面生成SiN材料以形成第一SiN层。

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衬底的顶层Ge层以在所述顶层Ge层内形成所述P型沟槽和所述N型沟槽。