[发明专利]用于可重构环形天线的SiGe基等离子pin二极管串的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别涉及一种用于可重构环形天线的SiGe基等离子pin二极管串的制备方法。

背景技术

天线的性能在通信系统中能起到至关重要的作用，其中，可重构天线，尤其是频率可重构天线，因为其能够工作在多个频率的环境下，极大地拓展了实际应用范围，受到较多人的研究。环形天线是天线中较为重要的一类天线，在一些具体场合中能较好地满足实际需求，受到许多关注。

目前，市面上有一类频率可重构天线，其重要构成部件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合适材料的二极管串以应用于环形频率可重构天线，是亟待解决的问题。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种用于可重构环形天线的SiGe基等离子pin二极管串的制备方法。

具体的，本发明实施例提供一种用于可重构环形天线的SiGe基等离子pin二极管串的制备方法，所述SiGe基等离子pin二极管串用于制作可重构环形天线，所述环形天线包括：半导体基片(1)；介质板(2)；第一等离子pin二极管环(3)、第二等离子pin二极管环(4)、第一直流偏置线(5)及第二直流偏置线(6)，均设置于所述半导体基片(1)上；耦合式馈源(7)，设置于所述介质板(2)上；

所述制备方法包括步骤：

(a)选取某一晶向的SiGeOI衬底，在SiGeOI衬底上设置隔离区；

(b)刻蚀所述衬底形成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衬底的顶层SiGe的厚度；

(c)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；

(d)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；

(e)对所述P型沟槽和所述N型沟槽进行离子注入以形成所述第一P型有源区和所述第一N型有源区，所述第一N型有源区为沿离子扩散方向距所述N型沟槽侧壁和底部深度小于1微米的区域，所述第一P型有源区为沿离子扩散方向距所述P型沟槽侧壁和底部深度小于1微米的区域；

(f)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衬底的顶层SiGe内形成第二P型有源区和第二N型有源区；

(g)在所述衬底上形成引线，以完成所述SiGe基等离子pin二极管的制备。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述第一等离子pin二极管环(3)包括第一等离子pin二极管串(8)，所述第二等离子pin二极管环(4)包括第二等离子pin二极管串(9)，且所述第一等离子pin二极管环(3)及所述第二等离子pin二极管环(4)的周长等于其所要接收信号的电磁波波长，并且，在所述第一等离子pin二极管串(8)及所述第二等离子pin二极管串(9)两端设置有第一直流偏置线(5)及第二直流偏置线(6)。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述耦合式馈源(7)制作在所述介质板(2)上且其上表面为金属微带贴片(10)，下表面为金属接地板(11)，所述金属微带贴片(10)包括主枝节(12)、第一分枝节(13)及第二分枝节(14)。

进一步地，在上述实施例的基础上，在SiGeOI衬底上设置隔离区，包括：

(a1)在所述SiGe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衬底以形成隔离槽，且所述隔离槽的深度大于等于所述衬底的顶层SiGe的厚度；

(a4)填充所述隔离槽以形成所述等离子pin二极管的所述隔离区。

进一步地，在上述实施例的基础上，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，步骤(a1)包括：

在所述SiGe表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅层；并且，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。

进一步地，在上述实施例的基础上，步骤(b)包括：