[发明专利]一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件制造技术领域，涉及天线技术领域，尤其涉及一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法。

背景技术

等离子体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。

目前，国内外应用于等离子可重构天线的pin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pin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pin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。

结合硅材料的等离子可重构天线的pin二极管局限及不足，亟待研究发现新的材料和工艺来制作一种等离子pin二极管，以提高固态等离子天线的电学性能。

发明内容

为解决现有固态等离子天线的pin二极管的技术缺陷和不足，本发明提出一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法。

本发明的实施例提供了一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法，其中，所述多层全息天线由制作于SiGeOI半导体基片(11)上的天线模块(13)、第一全息圆环(15)和第二全息圆环(17)组成；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SiGe基等离子pin二极管串；所述SiGe基等离子pin二极管的制备方法包括步骤如下：

(a)在所述SiGeOI半导体基片(11)内设置隔离区；

(b)刻蚀所述SiGeOI衬底形成P型沟槽和N型沟槽，所述P型沟槽和所述N型沟槽的深度小于所述SiGeOI衬底的顶层SiGe的厚度；

(c)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；

(d)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；

(e)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，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；

(f)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SiGeOI衬底的顶层SiGe内形成第二P型有源区和第二N型有源区；

(g)在所述SiGeOI衬底上生成二氧化硅；利用退火工艺激活有源区中的杂质；

(h)在所述P型接触区和所述N型接触区光刻引线孔以形成引线；

(i)钝化处理并光刻PAD以完成所述SiGe基等离子pin二极管的制备。

在本发明的一个实施例中，所述天线模块(13)包括第一SiGe基等离子pin二极管天线臂(1301)、第二SiGe基等离子pin二极管天线臂(1302)、同轴馈线(1303)、第一直流偏置线(1304)、第二直流偏置线(1305)、第三直流偏置线(1306)、第四直流偏置线(1307)、第五直流偏置线(1308)、第六直流偏置线(1309)、第七直流偏置线(1310)、第八直流偏置线(1311)；

其中，所述同轴馈线(1303)的内芯线和外导体分别焊接于所述第一直流偏置线(1304)和所述第二直流偏置线(1305)；