[发明专利]基于GaAs/Ge/GaAs异质结构的频率可重构全息天线制备方法

权利要求书

1.一种基于GaAs/Ge/GaAs异质结构的频率可重构全息天线制备方法，其特征在于，所述可重构全息天线包括GeOI衬底、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，所述可重构全息天线制备方法包括：

在所述GeOI衬底制作多个GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管；

将多个GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管依次首尾相连形成多个GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管串；

由多个等长的GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管串形成所述第一天线臂和所述第二天线臂；

在所述第一天线臂和所述第二天线臂外侧制作八段等长的GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管串形成正八边形结构的所述全息圆环；

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，形成所述可重构全息天线。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述GeOI衬底制作多个GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管，包括：

(a)在所述GeOI衬底表面淀积第一保护层；

(b)利用干法刻蚀工艺刻蚀所述第一保护层及所述GeOI衬底以在所述GeOI衬底内形成隔离沟槽；

(c)在所述隔离沟槽内填充隔离材料；去除所述第一保护层及所述隔离沟槽外的所述隔离材料形成隔离区；

(d)刻蚀所述GeOI衬底的顶层Ge层以在所述顶层Ge层内形成第一沟槽和第二沟槽；

(e)在所述第一沟槽和所述第二沟槽内淀积GaAs材料；

(f)利用离子注入工艺对所述第一沟槽内的GaAs材料进行P型离子注入形成P型有源区，对所述第二沟槽内的GaAs材料进行N型离子注入形成N型有源区；

(g)在所述P型有源区和所述N型有源区表面形成引线孔并溅射金属形成所述GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)包括：

(a1)在所述GeOI衬底表面生成SiO₂材料形成第一SiO₂层；

(a2)在所述第一SiO₂层表面生成SiN材料形成第一SiN层以最终形成所述第一保护层。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(d)包括：

(d1)在所述GeOI衬底表面形成第二保护层；

(d2)采用第二掩膜版，利用各向异性刻蚀工艺刻蚀所述第二保护层及所述顶层Ge层以在所述顶层Ge层形成所述第一沟槽和所述第二沟槽。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)包括：

(e1)利用MOCVD工艺，在所述第一沟槽和所述第二沟槽内淀积GaAs材料；

(e2)利用CMP工艺，去除所述第一沟槽和所述第二沟槽外一定厚度的GaAs材料以完成所述第一沟槽和所述第二沟槽的平整化。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(g)包括：

(g1)在整个衬底表面淀积SiO₂材料；

(g2)采用第五掩膜版，利用各向异性刻蚀工艺，刻蚀所述P型有源区和所述N型有源区表面部分位置的SiO₂材料形成所述引线孔；

(g3)在所述引线孔中溅射金属材料；

(g4)钝化处理并光刻PAD以形成所述GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述全息圆环的边长与所述第一天线臂和所述第二天线臂长度之和相同，所述正八边形的外接圆的半径为所述天线接收或发送的电磁波波长的四分之三。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可重构全息天线还包括制作于所述GeOI衬底的多个直流偏置线；所述多个直流偏置线间隔性的电连接至所述多个GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管串两端。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述GaAs/Ge/GaAs异质结构的SPiN二极管包括P+区、N+区和本征区，且还包括第一金属接触区和第二金属接触区；其中，

所述第一金属接触区分别电连接所述P+区与正电压，所述第二金属接触区分别电连接所述N+区与负电压，以使对应SPiN二极管串两端被施加电压后其所有SPiN二极管处于正向导通状态。