[发明专利]一种SiGe基固态等离子体PiN二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种SiGe基固态等离子体PiN二极管的制备方法，其特征在于，所述SiGe基固态等离子体PiN二极管用于制作固态等离子天线，所述制备方法包括步骤：

(a)选取某一晶向的SiGeOI衬底，在SiGeOI衬底上设置隔离区；其中顶层SiGe的厚度为50μm；

(b)刻蚀所述衬底形成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衬底的顶层SiGe的厚度；

(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；其中，所述第一P型有源区和所述第一N型有源区的浓度为0.5×10²⁰cm^-3；

(d)利用多晶硅填充所述P型沟槽和所述N型沟槽，并采用离子注入在所述衬底的顶层SiGe内形成第二P型有源区和第二N型有源区；其中，所述第二P型有源区和所述第二N型有源区的浓度为0.5×10²⁰cm^-3；以及

(f)在所述衬底上形成引线，以完成所述SiGe基固态等离子PiN二极管的制备。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在SiGeOI衬底上设置隔离区，包括：

(a1)在所述SiGe表面形成第一保护层；

(a2)利用光刻工艺在所述第一保护层上形成第一隔离区图形；

(a3)利用干法刻蚀工艺在所述第一隔离区图形的指定位置处刻蚀所述第一保护层及所述衬底以形成隔离槽，且所述隔离槽的深度大于等于所述衬底的顶层SiGe的厚度；

(a4)填充所述隔离槽以形成所述固态等离子体PiN二极管的所述隔离区。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一保护层包括第一二氧化硅层和第一氮化硅层；相应地，步骤(a1)包括：

(a11)在所述SiGe表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅层；

(a12)在所述第一二氧化硅层表面生成氮化硅以形成第一氮化硅层。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)包括：

(b1)在所述衬底表面形成第二保护层；

(b2)利用光刻工艺在所述第二保护层上形成第二隔离区图形；

(b3)利用干法刻蚀工艺在所述第二隔离区图形的指定位置处刻蚀所述第二保护层及所述衬底以形成所述P型沟槽和所述N型沟槽。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二保护层包括第二二氧化硅层和第二氮化硅层；相应地，步骤(b1)包括：

(b11)在所述SiGe表面生成二氧化硅以形成第二二氧化硅层；

(b12)在所述第二二氧化硅层表面生成氮化硅以形成第二氮化硅层。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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；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。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(c3)包括：

(c31)光刻所述P型沟槽和所述N型沟槽；

(c32)采用带胶离子注入的方法对所述P型沟槽和所述N型沟槽分别注入P型杂质和N型杂质以形成第一P型有源区和第一N型有源区；

(c33)去除光刻胶；