一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法技术

本发明专利技术公开一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法，所述可重构多层全息天线的SiGe基等离子pin二极管制备方法包括：在所述SiGeOI半导体基片内设置隔离区；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；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；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；在所述SiGeOI衬底上生成二氧化硅；激活有源区中的杂质；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；钝化处理并光刻PAD以完成SiGe基等离子pin二极管的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法
本专利技术属于半导体器件制造
，涉及天线
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，本专利技术提出一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法。本专利技术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。在本专利技术的一个实施例中，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)；所述第一直流偏置线(1304)、所述第五直流偏置线(1308)、所述第三直流偏置线(1306)及所述第四直流偏置线(1307)沿所述第一SiGe基等离子pin二极管天线臂(1301)的长度方向分别电连接至所述第一SiGe基等离子pin二极管天线臂(1301)；所述第二直流偏置线(1305)、所述第六直流偏置线(1309)、所述第七直流偏置线(1310)及所述第八直流偏置线(1311)沿所述第二SiGe基等离子pin二极管天线臂(1302)的长度方向分别电连接至所述第二SiGe基等离子pin二极管天线臂(1302)。在本专利技术的一个实施例中，所述第一SiGe基等离子pin二极管天线臂(1301)包括依次串接的第一SiGe基等离子pin二极管串(w1)、第二SiGe基等离子pin二极管串(w2)及所述第三SiGe基等离子pin二极管串(w3)，所述第二SiGe基等离子pin二极管天线臂(1302)包括依次串接的第四SiGe基等离子pin二极管串(w4)、第五SiGe基等离子pin二极管串(w5)及所述第六SiGe基等离子pin二极管串(w6)且所述第一SiGe基等离子pin二极管串(w1)与所述第六SiGe基等离子pin二极管串(w6)、所述第二SiGe基等离子pin二极管串(w2)与所述第五SiGe基等离子pin二极管串(w5)、所述第三SiGe基等离子pin二极管串(W3)与所述第四SiGe基等离子pin二极管串(w4)分别包括同等数量的SiGe基等离子pin二极管。在上述实施例的基础上，步骤(a)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等离子pin二极管的所述隔离区。其中，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。在上述实施例的基础上，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。其中，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。在上述实施例的基础上，步骤(e)包括：(e1)光刻所述P型沟槽和所述N型沟槽；(e2)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；(e3)去除光刻胶。在上述实施例的基础上，步骤(f)包括：(f1)利用多晶硅填充所述P型沟槽和所述N型沟槽；(f2)平整化处理所述衬底后，在所述衬底上形成多晶硅层；(f3)光刻所述多晶硅层，并采用带胶离子注入的方法对所述P型沟槽和所述N型沟槽所在位置分别注入P型杂质和N型杂质以形成第二P型有源区和第二N型有源区且同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法，其特征在于，所述可重构多层全息天线包括制作于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)；其中，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。...

【技术特征摘要】
1.一种多层全息天线SiGe基等离子pin二极管的制备方法，其特征在于，所述可重构多层全息天线包括制作于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)；其中，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。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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)；所述第一直流偏置线(1304)、所述第五直流偏置线(1308)、所述第三直流偏置线(1306)及所述第四直流偏置线(1307)沿所述第一SiGe基等离子pin二极管天线臂(1301)的长度方向分别电连接至所述第一SiGe基等离子pin二极管天线臂(1301)；所述第二直流偏置线(1305)、所述第六直流偏置线(1309)、所述第七直流偏置线(1310)及所述第八直流偏置线(1311)沿所述第二SiGe基等离子pin二极管天线臂(1302)的长度方向分别电连接至所述第二SiGe基等离子pin二极管天线臂(1302)。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一SiGe基等离子pin二极管天线臂(1301)包括依次串接...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹晓雪，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61