[发明专利]一种用于环形天线的GaAs/Ge/GaAs异质SPiN二极管的制备方法

权利要求书

1.一种用于环形天线的GaAs/Ge/GaAs异质SPIN二极管的制备方法，其特征在于，所述环形天线包括：

半导体基片(1)；

介质板(2)；

第一SPIN二极管环(3)、第二SPIN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；

所述第一SPIN二极管环(3)、所述第二SPIN二极管环(4)、所述第一直流偏置线(5)及所述第二直流偏置线(6)均采用半导体工艺制作在所述半导体基片(1)上；所述第一SPIN二极管环(3)包括第一SPIN二极管串(8)，所述第二SPIN二极管环(4)包括第二SPIN二极管串(9)，所述第一SPIN二极管串(8)和所述第二SPIN二极管串(9)中包括多个串行连接的SPIN二极管；所述第一直流偏置线(5)设置在所述第一SPIN二极管串(8)两端，所述第二直流偏置线(6)设置在所述第二SPIN二极管串(9)两端，所述第一直流偏置线(5)及所述第二直流偏置线(6)采用重掺杂多晶硅制作在半导体基片上(1)；所述半导体基片(1)与所述介质板(2)平行且具有间距；

其中，所述SPIN二极管的制备方法包括如下步骤：

(a)选取GeOI衬底；

采用第一掩膜版，通过光刻工艺在所述GeOI衬底内形成隔离沟槽；其中，所述隔离沟槽的深度大于所述GeOI衬底中顶层Ge层和中间层SiO₂层的厚度之和；

在所述隔离沟槽内填满隔离材料SiO₂；

(b)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；步骤(b)包括：

采用第二掩膜版，利用湿法刻蚀工艺形成P、N区图形；采用干法刻蚀工艺形成所述第一沟槽和所述第二沟槽；其中，所述第一沟槽和所述第二沟槽的深度大于第二保护层的厚度，且小于所述第二保护层与所述顶层Ge层的厚度之和；所述第二保护层由所述衬底表面依次形成的第二SiO₂层和第二Si₃N₄/SiN层构成；

(c)在所述第一沟槽和所述第二沟槽内淀积GaAs材料；步骤(c)包括：

利用MOCVD工艺，在所述第一沟槽和所述第二沟槽内填满多晶GaAs材料；

(d)利用第三掩膜版，利用带胶离子注入工艺，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，利用第四掩膜版，利用带胶离子注入工艺，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；

(e)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异质的SPIN二极管，包括：

在整个衬底表面淀积SiO₂材料；

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材料形成引线孔；

在所述引线孔中溅射金属材料；

钝化处理并光刻PAD以形成所述GaAs/Ge/GaAs异质的SPIN二极管。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(b)之前，还包括：

(x1)在所述GeOI衬底表面生成SiO₂材料形成第一SiO₂层；

(x2)在所述第一SiO₂层表面生成SiN材料形成第一SiN层以最终形成第一保护层；

(x3)采用第一掩膜版，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；

(x4)利用CVD工艺在所述隔离沟槽内填充隔离材料；

(x5)利用CMP工艺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所述GaAs/Ge/GaAs异质的SPIN二极管的隔离区。