[发明专利]制备全息天线的固态等离子二极管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种制备全息天线的固态等离子二极管制造方法。

背景技术

传统金属天线由于其重量和体积都相对较大，设计制作不灵活，自重构性和适应性较差，严重制约了雷达与通信系统的发展和性能的进一步提高。因此，近年来，研究天线宽频带、小型化、以及重构与复用的理论日趋活跃。

在这种背景下，研究人员提出了一种新型天线概念-等离子体天线，该天线是一种将等离子体作为电磁辐射导向媒质的射频天线。等离子体天线的可利用改变等离子体密度来改变天线的瞬时带宽、且具有大的动态范围；还可以通过改变等离子体谐振、阻抗以及密度等，调整天线的频率、波束宽度、功率、增益和方向性动态参数；另外，等离子体天线在没有激发的状态下，雷达散射截面可以忽略不计，而天线仅在通信发送或接收的短时间内激发，提高了天线的隐蔽性，这些性质可广泛的应用于各种侦察、预警和对抗雷达，星载、机载和导弹天线，微波成像天线，高信噪比的微波通信天线等领域，极大地引起了国内外研究人员的关注，成为了天线研究领域的热点。

但是当前绝大多数的研究只限于气态等离子体天线，对固态等离子体天线的研究几乎还是空白。而固态等离子体一般存在于半导体器件中，无需像气态等离子那样用介质管包裹，具有更好的安全性和稳定性。经理论研究发现，固态等离子二极管在加直流偏压时，直流电流会在其表面形成自由载流子(电子和空穴)组成的固态等离子体，该等离子体具有类金属特性，即对电磁波具有反射作用，其反射特性与表面等离子体的微波传输特性、浓度及分布密切相关。

因此，如何制作一种固态等离子二极管来应用于全息天线就变得尤为重要。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种制备全息天线的固态等离子二极管制造方法。

具体地，本发明实施例提出的一种制备全息天线的固态等离子二极管制造方法，所述固态等离子二极管用于制作全息天线，所述全息天线包括：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)均包括依次串接的固态等离子二极管串。

所述制造方法包括步骤：

(a)选取SOI衬底；

(b)刻蚀SOI衬底形成有源区沟槽；

(c)在整个衬底表面淀积第二保护层；

(d)采用第二掩膜板，利用光刻工艺在所述第二保护层表面形成P区图形；

(e)利用湿法刻蚀工艺去除P区图形上的所述第二保护层；

(f)利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积P型Si材料形成所述P区；

(g)在整个衬底表面淀积第三保护层；

(h)采用第三掩膜板，利用光刻工艺在所述第三保护层表面形成N区图形；

(i)利用湿法刻蚀工艺去除N区图形上的所述第三保护层；

(j)利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积N型Si材料形成所述N区；

(k)光刻引线孔并金属化处理以形成所述固态等离子二极管。

在本发明的一个实施例中，步骤(b)包括：

(b1)利用CVD工艺，在所述SOI衬底表面形成第一保护层；

(b2)采用第一掩膜版，利用光刻工艺在所述第一保护层上形成有源区图形；

(b3)利用干法刻蚀工艺，在所述有源区图形的指定位置处刻蚀所述第一保护层及所述SOI衬底的顶层Si层从而形成有所述有源区沟槽。

在本发明的一个实施例中，步骤(b)之后，还包括：

(x1)利用氧化工艺，对所述有源区沟槽侧壁进行氧化以在所述有源区沟槽侧壁形成氧化层；

(x2)利用湿法刻蚀工艺刻蚀所述氧化层以完成对所述有源区沟槽侧壁的平整化。

在本发明的一个实施例中，步骤(f)包括：

(f1)利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积P型Si材料；

(f2)采用第四掩膜版，利用干法刻蚀工艺刻蚀所述P型Si材料以在所述有源区沟槽的侧壁形成所述P区；

(f3)利用选择性刻蚀工艺去除整个衬底表面的所述第二保护层。

在本发明的一个实施例中，步骤(g)包括：

(g1)利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积N型Si材料；