[发明专利]一种固态等离子可重构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，具体涉及一种固态等离子可重构偶极子天线的制备方法。

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。

但是当前绝大多数的研究只限于气态等离子体天线，对固态等离子体天线的研究几乎还是空白。而固态等离子体一般存在于半导体器件中，无需像气态等离子那样用介质管包裹，具有更好的安全性和稳定性。经理论研究发现，固态等离子pin二极管在加直流偏压时，直流电流会在其表面形成自由载流子(电子和空穴)组成的固态等离子体，该等离子体具有类金属特性，即对电磁波具有反射作用，其反射特性与表面等离子体的微波传输特性、浓度及分布密切相关。

因此，如何制作一种固态等离子pin二极管来应用于固态等离子天线就变得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种固态等离子可重构偶极子天线的制备方法。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固态等离子可重构偶极子天线的制备方法，包括，在半导体基片上制作固态等离子pin二极管，利用固态等离子pin二极管构成偶极子天线，其中，可重构偶极子天线包括半导体基片，固态等离子 pin二极管天线臂，同轴馈线和直流偏置线，所述偶极子天线的制备方法包括：

选取半导体基片SOI衬底，刻蚀SOI衬底形成台面的有源区；

有源区四周平坦化处理并利用原位掺杂分别淀积p型和n型硅形成P 区和N区；

在所述SOI衬底上形成引线，形成所述固态等离子pin二极管；

所述固态等离子pin二极管依次首尾相连构成固态等离子pin二极管串；

由三段所述固态等离子pin二极管串组成所述固态等离子pin二极管天线臂；

制作所述直流偏置线和同轴馈线；以形成所述可重构偶极子天线。

在本发明提供的一个实施例中，刻蚀SOI衬底形成台面的有源区，包括：

在所述SOI衬底表面利用CVD淀积一层氮化硅；

利用光刻工艺在所述氮化硅层上形成台面有源区图形；

利用干法刻蚀工艺在所述有源区图形的指定位置处刻蚀所述保护层及顶层硅从而形成台面有源区。

在本发明提供的一个实施例中，有源区四周平坦化处理并利用原位掺杂分别淀积p型和n型硅形成P区和N区；包括：

台面的有源区四周平坦化处理；

利用原位掺杂淀积p型硅形成P区；利用原位掺杂淀积n型硅形成N 区；

在上述实施例的基础上，台面的有源区四周平坦化处理，包括：

氧化所述台面有源区的四周侧壁以使所述台面有源区的四周侧壁形成氧化层；

利用湿法刻蚀工艺刻蚀所述台面有源区的四周侧壁氧化层以完成所述台面有源区的四周侧壁平坦化。

在上述实施例的基础上，利用原位掺杂淀积p型硅形成P区；利用原位掺杂淀积n型硅形成N区，包括：

利用CVD在所述衬底表面淀积一层SiO2；利用光刻工艺在所述SiO2 层上形成P区图形；利用湿法刻蚀工艺去除P区上的SiO2层；利用原位掺杂淀积p型硅形成P区；先利用干法刻蚀工艺使P区表面平整化，再利用湿法刻蚀工艺去除衬底表面的SiO2层；

利用CVD在所述衬底表面淀积一层SiO2；利用光刻工艺在所述SiO2 层上形成N区图形；利用湿法刻蚀工艺去除N区上的SiO2层；利用原位掺杂淀积n型硅形成N区；先利用干法刻蚀工艺使N区表面平整化，再利用湿法刻蚀工艺去除衬底表面的SiO2层。

在本发明提供的一个实施例中，在所述SOI衬底上形成引线，形成所述固态等离子pin二极管，包括：

在所述SOI衬底上生成二氧化硅；利用退火工艺激活所述P区和N区中的杂质；

在P区和N区光刻引线孔以形成引线；钝化处理并光刻PAD以形成所述固态等离子pin二极管。