[发明专利]Ge基频率可重构套筒偶极子天线的制备方法

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基频率可重构套筒偶极子天线的制备方法。

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。

因此，如何设计出结构简单，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基频率可重构套筒偶极子天线的制备方法，其中，所述天线包括半导体基片1、SPiN二极管天线臂2、第一SPiN二极管套筒3、第二SPiN二极管套筒4、同轴馈线5、直流偏置线9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19；其中，所述制备方法包括：

选取GeOI衬底；

在所述GeOI衬底上制作多个相同的横向SPiN二极管；

光刻PAD以形成多个所述横向SPiN二极管的串行连接；

制作直流偏置线以连接所述横向SPiN二极管与直流偏置电源，并将多个所述横向SPiN二极管分割形成多个SPiN二极管串；

划分所述SPiN二极管串形成所述SPiN二极管天线臂、所述第一SPiN二极管套筒及所述第二SPiN二极管套筒；

制作所述同轴馈线以连接所述SPiN二极管天线臂、所述第一SPiN二极管套筒及所述第二SPiN二极管套筒，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衬底上制作多个相同的横向SPiN二极管，包括：

在所述GeOI衬底上按照所述天线的结构确定多个所述横向SPiN二极管在所述GeOI衬底上的位置；

在确定的位置制备所述横向SPiN二极管。

在本发明的一个实施例中，在确定的位置制备所述横向SPiN二极管，包括：

(a)在所述GeOI衬底内设置隔离区；

(b)刻蚀所述GeOI衬底形成P型沟槽和N型沟槽；

(c)在所述P型沟槽和所述N型沟槽内采用离子注入形成第一P型有源区和第一N型有源区；

(d)填充所述P型沟槽和所述N型沟槽，并采用离子注入在所述GeOI衬底的顶层Ge内形成第二P型有源区和第二N型有源区；以及

(e)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(c)包括：

(c1)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；

(c2)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；

(c3)对所述P型沟槽和所述N型沟槽进行离子注入以形成所述第一P型有源区和所述第一N型有源区。

在本发明的一个实施例中，所述第一N型有源区为沿离子扩散方向距所述N型沟槽侧壁和底部深度小于1微米的区域，所述第一P型有源区为沿离子扩散方向距所述P型沟槽侧壁和底部深度小于1微米的区域。

在本发明的一个实施例中，步骤(d)，包括：

(d1)利用多晶硅填充所述P型沟槽和N型沟槽以形成P+区(27)和N+区(26)；

(d2)平整化处理所述GeOI衬底后，在所述GeOI衬底上形成多晶硅层；

(d3)光刻所述多晶硅层，并采用带胶离子注入的方法对所述P+区(27)和所述N+区(26)注入P型杂质和N型杂质以形成第二P型有源区和第二N型有源区且同时形成P型接触区和N型接触区；

(d4))去除光刻胶；

(d5)利用湿法刻蚀去除P型电极和N型电极以外的所述多晶硅。