[发明专利]Ge异质SPiN二极管频率可重构套筒偶极子天线制备方法

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Ge异质SPiN二极管频率可重构套筒偶极子天线制备方法。

背景技术

在天线技术发展迅猛的今天，传统的套筒单极子天线以其宽频带、高增益、结构简单、馈电容易且纵向尺寸、方位面全向等诸多优点广泛应用于车载、舰载和遥感等通信系统中。但是普遍使用的套筒单极子天线的电特征不仅依赖于套筒结构，且与地面有很大的关系，这就很难满足舰载通信工程中架高天线对宽频带和小型化的需求。

套筒偶极子天线是天线辐射体外加上了一个与之同轴的金属套筒而形成的振子天线。套筒天线在加粗振子的同时，引入不对称馈电，起到了类似电路中参差调谐的作用，进而更有效地展宽了阻抗带宽。同时，为突破传统天线固定不变的工作性能难以满足多样的系统需求和复杂多变的应用环境，可重构天线的概念得到重视并获得发展。可重构微带天线因其体积小，剖面低等优点成为可重构天线研究的热点。基于此，可重构的套筒偶极子天线成为当前市场前景较好的产品之一。

随着微电子技术的发展，采用半导体材料制作可重构天线已经成为当前技术发展的趋势。因此，如何采用半导体工艺技术设计出结构简单，易于实现的频率可重构的套筒偶极子天线，是本领域技术人员亟需解决的问题。

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SPiN二极管可重构等离子套筒偶极子天线。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Ge异质SPiN二极管频率可重构套筒偶极子天线制备方法，其中，所述套筒偶极子天线包括GeOI衬底、天线臂、套筒、同轴馈线、直流偏置线；其中，所述制备方法包括：

在所述GeOI衬底上按照所述套筒偶极子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材料以形成异质Ge基SPiN二极管；

在多个所述横向SPiN二极管上光刻PAD实现多个所述横向SPiN二极管的串行连接以形成多个所述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；

利用多个所述SPiN二极管串制作所述天线臂和所述套筒；

制作所述同轴馈线以连接所述天线臂及所述套筒，最终形成所述套筒偶极子天线。

在本发明的一个实施例中，在所述GeOI衬底上按照所述套筒偶极子天线的结构制作多个横向SPiN二极管，包括：

(a)在所述GeOI衬底上按照所述套筒偶极子天线的结构设置隔离区；

(b)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衬底上形成引线以形成所述横向SPiN二极管。

在本发明的一个实施例中，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；