[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

说明书

本发明涉及一种用于环形天线的GaAs/Ge/GaAs异质SPiN二极管的制备方法，该制备方法包括：选取GeOI衬底；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；在所述第一沟槽和所述第二沟槽内淀积GaAs材料；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；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。本发明实施例利用深槽隔离技术及离子注入工艺能够制备并提供适用于形成固态等离子天线的高性能基于GaAs/Ge/GaAs异质SPIN二极管。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别涉及一种用于环形天线的GaAs/Ge/GaAs异质SPiN二极管的制备方法。

背景技术

近年来，无线通信技术得到飞速发展，系统对天线性能的要求越来越高。大容量、多功能、超宽带是目前无线通信系统发展的重要方向。但是，随着使用天线数目的增加，通信系统的整体成本和重量也随之增加，而且会带来电磁兼容方面的问题。技术相对成熟的相控阵天线又存在馈电网络复杂、需增加移相器以及由此造成的高成本和高技术难度等缺点。可重构天线在这种背景下营运而生。

可重构天线就是采用同一个天线或天线阵，通过引入开关器件控制天线的辐射结构来实现工作模式的转换，使其具有多个天线的功能。这种天线能够根据应用需求改变其关键特性参数，如工作频率、辐射方向图、极化方式、雷达散射截面和输入阻抗等，具有不用人工干预，便于控制等特点。可重构天线为天线技术的发展带来了一次革命，为提高无线通信系统容量、扩展系统功能、增加系统工作带宽、实现软件无线电等方面提供重要的技术保障，将对无线通信技术带来深远的影响。

目前，市面上有一类频率可重构天线，其重要构成部件SPIN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SPIN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SPIN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环形天线的GaAs/Ge/GaAs异质SPiN二极管的制备方法。

具体的，本发明实施例提供一种用于环形天线的GaAs/Ge/GaAs异质SPiN二极管的制备方法，所述GaAs/Ge/GaAs异质SPiN二极管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SPIN二极管环(3)、第二等离子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。

所述制备方法包括步骤：

(a)选取GeOI衬底；

(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；

(c)在所述第一沟槽和所述第二沟槽内淀积GaAs材料；

(d)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；