本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)的制備方法。

背景技術(shù)：

在天線(xiàn)技術(shù)發(fā)展迅猛的今天，新一代無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)包括實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)多個(gè)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)之間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)有限的頻譜資源的有效利用，獲得對(duì)周?chē)h(huán)境的自適應(yīng)能力等。為突破傳統(tǒng)天線(xiàn)固定不變的工作性能難以滿(mǎn)足多樣的系統(tǒng)需求和復(fù)雜多變的應(yīng)用環(huán)境，可重構(gòu)天線(xiàn)的概念得到重視并獲得發(fā)展?？芍貥?gòu)微帶天線(xiàn)因其體積小，剖面低等優(yōu)點(diǎn)成為可重構(gòu)天線(xiàn)研究的熱點(diǎn)。

隨著無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)向大容量、多功能、多頻段/超寬帶方向的發(fā)展，不同通信系統(tǒng)相互融合，使得在同一平臺(tái)上搭載的信息子系統(tǒng)數(shù)量增加，天線(xiàn)數(shù)量也相應(yīng)增加，但天線(xiàn)數(shù)量的增加對(duì)通信系統(tǒng)的電磁兼容性、成本、重量等方面有較大的負(fù)面影響。因此，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)要求天線(xiàn)能根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境來(lái)改變其電特性，即實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)特性的“可重構(gòu)”?？芍貥?gòu)天線(xiàn)具有多個(gè)天線(xiàn)的功能，減少了系統(tǒng)中天線(xiàn)的數(shù)量。其中，可重構(gòu)微帶天線(xiàn)因其體積較小，剖面低等優(yōu)點(diǎn)受到可重構(gòu)天線(xiàn)研究領(lǐng)域的關(guān)注。

目前的頻率可重構(gòu)微帶天線(xiàn)的各部分有互耦影響，頻率跳變慢，饋源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，隱身性能不佳，剖面高，集成加工的難度高等問(wèn)題亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)的制備方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)的制備方法，其中，所述可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)包括：GeOI襯底、第一天線(xiàn)臂、第二天線(xiàn)臂、同軸饋線(xiàn)以及直流偏置線(xiàn)；所述制備方法包括：

選取GeOI襯底；

在所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管；

由多個(gè)所述AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管依次首尾相連形成SPiN二極管串；

由多個(gè)所述SPiN二極管串制作所述第一天線(xiàn)臂和第二天線(xiàn)臂；

在所述GeOI襯底上制作所述直流偏置線(xiàn)；在所述第一天線(xiàn)臂和第二天線(xiàn)臂上制作同軸饋線(xiàn)以形成所述可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管，包括：

(a)選取GeOI襯底，并在所述GeOI襯底內(nèi)設(shè)置隔離區(qū)；

(b)刻蝕所述GeOI襯底形成P型溝槽和N型溝槽；

(c)氧化所述P型溝槽和所述N型溝槽以使所述P型溝槽和所述N型溝槽的內(nèi)壁形成氧化層；

(d)利用濕法刻蝕工藝刻蝕所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)壁的氧化層以完成所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)壁的平整化；

(e)在所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)淀積AlAs材料，并對(duì)所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)的AlAs材料進(jìn)行離子注入形成P型有源區(qū)和N型有源區(qū)；

(f)在整個(gè)襯底表面生成SiO₂材料；利用退火工藝激活所述P型有源區(qū)及所述N型有源區(qū)中的雜質(zhì)；

(g)在所述P型有源區(qū)和所述N型有源區(qū)表面形成引線(xiàn)，以完成所述AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的基等離子pin二極管的制備。

其中，步驟(a)包括：

(a1)在所述GeOI襯底表面形成第一保護(hù)層；

(a2)利用光刻工藝在所述第一保護(hù)層上形成第一隔離區(qū)圖形；

(a3)利用干法刻蝕工藝，在所述第一隔離區(qū)圖形的指定位置處刻蝕所述第一保護(hù)層及所述GeOI襯底以形成隔離槽，且所述隔離槽的深度大于等于所述GeOI襯底的頂層Ge的厚度；

(a4)填充所述隔離槽以形成所述隔離區(qū)。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，步驟(b)包括：

(b1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護(hù)層；

(b2)利用光刻工藝在所述第二保護(hù)層上形成第二隔離區(qū)圖形；

(b3)利用干法刻蝕工藝在所述第二隔離區(qū)圖形的指定位置處刻蝕所述第二保護(hù)層及所述GeOI襯底的頂層Ge層以在所述頂層Ge層內(nèi)形成所述P型溝槽和所述N型溝槽。

其中，步驟(e)包括：

(e1)利用MOCVD工藝，在所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)及整個(gè)襯底表面淀積AlAs材料；

(e2)利用CMP工藝，平整化處理GeOI襯底后，在GeOI襯底上形成AlAs層；

(e3)光刻AlAs層，并采用帶膠離子注入的方法對(duì)所述P型溝槽和所述N型溝槽所在位置分別注入P型雜質(zhì)和N型雜質(zhì)以形成所述P型有源區(qū)和所述N型有源區(qū)且同時(shí)形成P型接觸區(qū)和N型接觸區(qū)；

(e4)去除光刻膠；

(e5)利用濕法刻蝕去除P型接觸區(qū)和N型接觸區(qū)以外的AlAs材料。

其中，步驟(g)包括：

(g1)利用各向異性刻蝕工藝刻蝕掉所述P型接觸區(qū)和所述N型接觸區(qū)表面指定位置的SiO₂材料以形成所述引線(xiàn)孔；

(g2)向所述引線(xiàn)孔內(nèi)淀積金屬材料，對(duì)整個(gè)襯底材料進(jìn)行鈍化處理并光刻PAD以形成所述AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述直流偏置線(xiàn)包括第一直流偏置線(xiàn)(5)、第二直流偏置線(xiàn)(6)、第三直流偏置線(xiàn)(7)、第四直流偏置線(xiàn)(8)、第五直流偏置線(xiàn)(9)、第六直流偏置線(xiàn)(10)、第七直流偏置線(xiàn)(11)、第八直流偏置線(xiàn)(12)，所述直流偏置線(xiàn)采用化學(xué)氣相淀積的方法固定于所述GeOI襯底(1)上。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其特征在于，

所述第一天線(xiàn)臂(2)和所述第二天線(xiàn)臂(3)分別設(shè)置于所述同軸饋線(xiàn)(4)的兩側(cè)，第一天線(xiàn)臂(2)包括依次串接的第一SPiN二極管串(w1)、第二SPiN二極管串(w2)及第三SPiN二極管串(w3)，所述第二天線(xiàn)臂(3)包括依次串接的第四SPiN二極管串(w4)、第五SPiN二極管串(w5)及第六SPiN二極管串(w6)；

其中，所述第一SPiN二極管串(w1)的長(zhǎng)度等于所述第六SPiN二極管串(w6)的長(zhǎng)度，所述第二SPiN二極管串(w2)的長(zhǎng)度等于所述第五SPiN二極管串(w5)的長(zhǎng)度，所述第三SPiN二極管串(w3)的長(zhǎng)度等于所述第四SPiN二極管串(w4)的長(zhǎng)度；所述第一天線(xiàn)臂(2)和所述第二天線(xiàn)臂(3)的長(zhǎng)度為其 接收或發(fā)送的電磁波波長(zhǎng)的四分之一。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述SPiN二極管串中的SPiN二極管包括P+區(qū)(27)、N+區(qū)(26)和本征區(qū)(22)，且還包括第一金屬接觸區(qū)(23)和第二金屬接觸區(qū)(24)；其中，

所述第一金屬接觸區(qū)(23)分別電連接所述P+區(qū)(27)與所述直流偏置電壓的正極，所述第二金屬接觸區(qū)(24)分別電連接所述N+區(qū)(26)與所述直流偏置電壓的負(fù)極，以使對(duì)應(yīng)SPiN二極管串被施加直流偏置電壓后其所有SPiN二極管處于正向?qū)顟B(tài)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述同軸饋線(xiàn)(4)的內(nèi)芯線(xiàn)焊接于所述第一天線(xiàn)臂(2)的金屬片，所述第一天線(xiàn)臂(2)的金屬片與直流偏置線(xiàn)(5)相連；所述同軸饋線(xiàn)(4)的屏蔽層焊接于所述第二天線(xiàn)臂(3)的金屬片，所述第二天線(xiàn)臂(3)的金屬片與第二直流偏置線(xiàn)(6)相連；所述第一直流偏置線(xiàn)(5)、第二直流偏置線(xiàn)(6)均與直流偏置電壓的負(fù)極相連，以形成公共負(fù)極；

由第三直流偏置線(xiàn)(7)和第八直流偏置線(xiàn)(12)形成第一直流偏置線(xiàn)組(7、12)，由第四直流偏置線(xiàn)(8)和第七直流偏置線(xiàn)(11)形成第二直流偏置線(xiàn)組(8、11)，由第五直流偏置線(xiàn)(9)和第六直流偏置線(xiàn)(10)形成第三直流偏置線(xiàn)組(9、10)，在天線(xiàn)工作中僅選擇所述第一直流偏置線(xiàn)組(7、12)、所述第二直流偏置線(xiàn)組(8、11)及所述第三直流偏置線(xiàn)組(9、10)中的一組與所述直流偏置電壓的正極相連，以使不同長(zhǎng)度的所述二極管串處于導(dǎo)通狀態(tài)，所述二極管在本征區(qū)(22)產(chǎn)生具有類(lèi)金屬特性的固態(tài)等離子體以用于天線(xiàn)的輻射結(jié)構(gòu)，以形成不同長(zhǎng)度的天線(xiàn)臂進(jìn)而實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)工作頻率的可重構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明制備的AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)，體積小、 剖面低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工、無(wú)復(fù)雜饋源結(jié)構(gòu)、頻率可快速跳變，且天線(xiàn)關(guān)閉時(shí)將處于電磁波隱身狀態(tài)，可用于各種跳頻電臺(tái)或設(shè)備；由于其所有組成部分均在半導(dǎo)體基片一側(cè)，為平面結(jié)構(gòu)，易于組陣，可用作相控陣天線(xiàn)的基本組成單元。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)的制備方法示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種SPiN二極管的制備方法示意圖；

圖4a-圖4r為本發(fā)明實(shí)施例的一種AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管的制備方法示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管串的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例一

請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖，其中，所述可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)包括：GeOI襯底、第一天線(xiàn)臂、第二天線(xiàn)臂、同軸饋線(xiàn)以及直流偏置線(xiàn)；請(qǐng)參見(jiàn) 圖2，圖2為所述基于AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)制備方法流程圖：

選取GeOI襯底；

在所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管；

由多個(gè)所述AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管依次首尾相連形成SPiN二極管串；

由多個(gè)所述SPiN二極管串制作所述第一天線(xiàn)臂和第二天線(xiàn)臂；

在所述GeOI襯底上制作所述直流偏置線(xiàn)；在所述第一天線(xiàn)臂和第二天線(xiàn)臂上制作同軸饋線(xiàn)以形成所述可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)。

請(qǐng)參見(jiàn)圖3，圖3為所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管制備方法流程圖：包括：

(a)選取GeOI襯底，并在所述GeOI襯底內(nèi)設(shè)置隔離區(qū)；

(b)刻蝕所述GeOI襯底形成P型溝槽和N型溝槽；

(c)氧化所述P型溝槽和所述N型溝槽以使所述P型溝槽和所述N型溝槽的內(nèi)壁形成氧化層；

(d)利用濕法刻蝕工藝刻蝕所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)壁的氧化層以完成所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)壁的平整化；

(e)在所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)淀積AlAs材料，并對(duì)所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)的AlAs材料進(jìn)行離子注入形成P型有源區(qū)和N型有源區(qū)；

(f)在整個(gè)襯底表面生成SiO₂材料；利用退火工藝激活所述P型有源區(qū)及所述N型有源區(qū)中的雜質(zhì)；

(g)在所述P型有源區(qū)和所述N型有源區(qū)表面形成引線(xiàn)，以完成所述AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的基等離子pin二極管的制備。

其中，對(duì)于步驟(a)，采用GeOI襯底的原因在于，對(duì)于固態(tài)等離子天線(xiàn)由于其需要良好的微波特性，而固態(tài)等離子pin二極管為了滿(mǎn)足這個(gè)需求，需要具備良好的隔離特性和載流子即固態(tài)等離子體的限定能力，而GeOI襯底由于其具有能夠與隔離槽方便的形成pin隔離區(qū)域、二氧化硅(SiO₂)也能夠?qū)⑤d流子即固態(tài)等離子體限定在頂層Ge中，所以?xún)?yōu)選采用GeOI作為固態(tài)等離子pin二極管的襯底。并且，由于鍺材料的載流子遷移率比較大，故可在I區(qū)內(nèi)形成較高的等離子體濃度，提高器件的性能。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟(a)包括：

(a1)在所述GeOI襯底表面形成第一保護(hù)層；

(a2)利用光刻工藝在所述第一保護(hù)層上形成第一隔離區(qū)圖形；

(a3)利用干法刻蝕工藝，在所述第一隔離區(qū)圖形的指定位置處刻蝕所述第一保護(hù)層及所述GeOI襯底以形成隔離槽，且所述隔離槽的深度大于等于所述GeOI襯底的頂層Ge的厚度；

(a4)填充所述隔離槽以形成所述隔離區(qū)。

具體地，第一保護(hù)層包括第一二氧化硅(SiO₂)層和第一氮化硅(SiN)層；則第一保護(hù)層的形成包括：在GeOI襯底表面生成二氧化硅(SiO₂)以形成第一二氧化硅(SiO₂)層；在第一二氧化硅(SiO₂)層表面生成氮化硅(SiN)以形成第一氮化硅(SiN)層。這樣做的好處在于，利用二氧化硅(SiO₂)的疏松特性，將氮化硅(SiN)的應(yīng)力隔離，使其不能傳導(dǎo)進(jìn)頂層Ge，保證了頂層Ge性能的穩(wěn)定；基于氮化硅(SiN)與Ge在干法刻蝕時(shí)的高選擇比，利用氮化硅(SiN)作為干法刻蝕的掩蔽膜，易于工藝實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，可以理解的是，保護(hù)層的層數(shù)以及保護(hù)層的材料此處不做限制，只要能夠形成保護(hù)層即可。

其中，隔離槽的深度大于等于頂層Ge的厚度，保證了后續(xù)槽中二氧化硅(SiO₂)與GeOI襯底的氧化層的連接，形成完整的絕緣隔離。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟(b)包括：

(b1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護(hù)層；

(b2)利用光刻工藝在所述第二保護(hù)層上形成第二隔離區(qū)圖形；

(b3)利用干法刻蝕工藝在所述第二隔離區(qū)圖形的指定位置處刻蝕所述第二保護(hù)層及所述GeOI襯底的頂層Ge層以在所述頂層Ge層內(nèi)形成所述P型溝槽和所述N型溝槽。

具體地，第二保護(hù)層包括第二二氧化硅(SiO₂)層和第二氮化硅(SiN)層；則第二保護(hù)層的形成包括：在GeOI襯底表面生成二氧化硅(SiO₂)以形成第二二氧化硅(SiO₂)層；在第二二氧化硅(SiO₂)層表面生成氮化硅(SiN)以形成第二氮化硅(SiN)層。這樣做的好處類(lèi)似于第一保護(hù)層的作用，此處不再贅述。

其中，P型溝槽和N型溝槽的深度大于第二保護(hù)層厚度且小于第二保護(hù)層與GeOI襯底頂層Ge厚度之和。優(yōu)選地，該P(yáng)型溝槽和N型溝槽的底部距GeOI襯底的頂層Ge底部的距離為0.5微米～30微米，形成一般認(rèn)為的深槽，這樣在形成P型和N型有源區(qū)時(shí)可以形成雜質(zhì)分布均勻、且高摻雜濃度的P、N區(qū)和和陡峭的Pi與Ni結(jié)，以利于提高i區(qū)等離子體濃度。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟(e)包括：

(e1)利用MOCVD工藝，在所述P型溝槽和所述N型溝槽內(nèi)及整個(gè)襯底表面淀積AlAs材料；

(e2)利用CMP工藝，平整化處理GeOI襯底后，在GeOI襯底上形成AlAs層；

(e3)光刻AlAs層，并采用帶膠離子注入的方法對(duì)所述P型溝槽和所述N型溝槽所在位置分別注入P型雜質(zhì)和N型雜質(zhì)以形成所述P型有源區(qū)和所述N型有源區(qū)且同時(shí)形成P型接觸區(qū)和N型接觸區(qū)；

(e4)去除光刻膠；

(e5)利用濕法刻蝕去除P型接觸區(qū)和N型接觸區(qū)以外的AlAs材料。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟(g)包括：

(g1)利用各向異性刻蝕工藝刻蝕掉所述P型接觸區(qū)和所述N型接觸區(qū)表面指定位置的SiO₂材料以形成所述引線(xiàn)孔；

(g2)向所述引線(xiàn)孔內(nèi)淀積金屬材料，對(duì)整個(gè)襯底材料進(jìn)行鈍化處理并光刻PAD以形成所述AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基SPiN二極管。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述直流偏置線(xiàn)包括第一直流偏置線(xiàn)(5)、第二直流偏置線(xiàn)(6)、第三直流偏置線(xiàn)(7)、第四直流偏置線(xiàn)(8)、第五直流偏置線(xiàn)(9)、第六直流偏置線(xiàn)(10)、第七直流偏置線(xiàn)(11)、第八直流偏置線(xiàn)(12)，所述直流偏置線(xiàn)采用化學(xué)氣相淀積的方法固定于所述GeOI襯底(1)上。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一天線(xiàn)臂(2)和所述第二天線(xiàn)臂(3)分別設(shè)置于所述同軸饋線(xiàn)(4)的兩側(cè)，第一天線(xiàn)臂(2)包括依次串接的第一SPiN二極管串(w1)、第二SPiN二極管串(w2)及第三SPiN二極管串(w3)，所述第二天線(xiàn)臂(3)包括依次串接的第四SPiN二極管串(w4)、第五SPiN二極管串(w5)及第六SPiN二極管串(w6)；

其中，所述第一SPiN二極管串(w1)的長(zhǎng)度等于所述第六SPiN二極管串(w6)的長(zhǎng)度，所述第二SPiN二極管串(w2)的長(zhǎng)度等于所述第五SPiN二極管串(w5)的長(zhǎng)度，所述第三SPiN二極管串(w3)的長(zhǎng)度等于所述第四SPiN二極管串(w4)的長(zhǎng)度；所述第一天線(xiàn)臂(2)和所述第二天線(xiàn)臂(3)的長(zhǎng)度為其 接收或發(fā)送的電磁波波長(zhǎng)的四分之一。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，請(qǐng)一并參見(jiàn)圖4及圖5，圖4為本發(fā)明提供的SPiN二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種SPiN二極管串的結(jié)構(gòu)示意圖。所述SPiN二極管串中的SPiN二極管包括P+區(qū)(27)、N+區(qū)(26)和本征區(qū)(22)，且還包括第一金屬接觸區(qū)(23)和第二金屬接觸區(qū)(24)；其中，

所述第一金屬接觸區(qū)(23)分別電連接所述P+區(qū)(27)與所述直流偏置電壓的正極，所述第二金屬接觸區(qū)(24)分別電連接所述N+區(qū)(26)與所述直流偏置電壓的負(fù)極，以使對(duì)應(yīng)SPiN二極管串被施加直流偏置電壓后其所有SPiN二極管處于正向?qū)顟B(tài)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述同軸饋線(xiàn)(4)的內(nèi)芯線(xiàn)焊接于所述第一天線(xiàn)臂(2)的金屬片，所述第一天線(xiàn)臂(2)的金屬片與直流偏置線(xiàn)(5)相連；所述同軸饋線(xiàn)(4)的屏蔽層焊接于所述第二天線(xiàn)臂(3)的金屬片，所述第二天線(xiàn)臂(3)的金屬片與第二直流偏置線(xiàn)(6)相連；所述第一直流偏置線(xiàn)(5)、第二直流偏置線(xiàn)(6)均與直流偏置電壓的負(fù)極相連，以形成公共負(fù)極；

由第三直流偏置線(xiàn)(7)和第八直流偏置線(xiàn)(12)形成第一直流偏置線(xiàn)組(7、12)，由第四直流偏置線(xiàn)(8)和第七直流偏置線(xiàn)(11)形成第二直流偏置線(xiàn)組(8、11)，由第五直流偏置線(xiàn)(9)和第六直流偏置線(xiàn)(10)形成第三直流偏置線(xiàn)組(9、10)，在天線(xiàn)工作中僅選擇所述第一直流偏置線(xiàn)組(7、12)、所述第二直流偏置線(xiàn)組(8、11)及所述第三直流偏置線(xiàn)組(9、10)中的一組與所述直流偏置電壓的正極相連，以使不同長(zhǎng)度的所述二極管串處于導(dǎo)通狀態(tài)，所述二極管在本征區(qū)(22)產(chǎn)生具有類(lèi)金屬特性的固態(tài)等離子體以用于天線(xiàn)的輻射結(jié)構(gòu)，以形成不同長(zhǎng)度的天線(xiàn)臂進(jìn)而實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)工作頻率的可重構(gòu)。

本發(fā)明提供的基于AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)的制備方法具備如下優(yōu)點(diǎn)：

1、體積小、剖面低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工。

2、采用同軸電纜作為饋源，無(wú)復(fù)雜饋源結(jié)構(gòu)。

3、采用SPiN二極管作為天線(xiàn)的基本組成單元，只需通過(guò)控制其導(dǎo)通或斷開(kāi)，即可實(shí)現(xiàn)頻率的可重構(gòu)。

4、所有組成部分均在半導(dǎo)體基片一側(cè)，易于制版加工。

實(shí)施例二

請(qǐng)參見(jiàn)圖4a-圖4r，圖4a-圖4r為本發(fā)明實(shí)施例的一種AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的基等離子pin二極管的制備方法示意圖，在上述實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，以制備溝道長(zhǎng)度為22nm(固態(tài)等離子區(qū)域長(zhǎng)度為100微米)的AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的基等離子pin二極管為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，具體步驟如下：

步驟1，襯底材料制備步驟：

(1a)如圖4a所示，選取(100)晶向，摻雜類(lèi)型為p型，摻雜濃度為10¹⁴cm^-3的GeOI襯底片101，頂層Ge的厚度為50μm；

(1b)如圖4b所示，采用化學(xué)氣相沉積(Chemical vapor deposition,簡(jiǎn)稱(chēng)CVD)的方法，在GeOI襯底上淀積一層40nm厚度的第一SiO₂層201；

(1c)采用化學(xué)氣相淀積的方法，在襯底上淀積一層2μm厚度的第一Si₃N₄/SiN層202；

步驟2，隔離制備步驟：

(2a)如圖4c所示，通過(guò)光刻工藝在上述保護(hù)層上形成隔離區(qū)，濕法刻蝕隔離區(qū)第一Si₃N₄/SiN層202，形成隔離區(qū)圖形；采用干法刻蝕，在隔離區(qū)形成寬5μm，深為50μm的深隔離槽301；

(2b)如圖4d所示，采用CVD的方法，淀積SiO₂401將該深隔離槽填滿(mǎn)；

(2c)如圖4e所示，采用化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing,簡(jiǎn)稱(chēng)CMP)方法，去除表面第一Si₃N₄/SiN層202和第一SiO₂層201，使GeOI襯底表面平整；

步驟3，P、N區(qū)深槽制備步驟：

(3a)如圖4f所示，采用CVD方法，在襯底上連續(xù)淀積延二層材料，第一層為300nm厚度的第二SiO₂層601，第二層為500nm厚度的第二Si₃N₄/SiN層602；

(3b)如圖4g所示，光刻P、N區(qū)深槽，濕法刻蝕P、N區(qū)第二Si₃N₄/SiN層602和第二SiO₂層601，形成P、N區(qū)圖形；采用干法刻蝕，在P、N區(qū)形成寬4μm，深5μm的深槽701，P、N區(qū)槽的長(zhǎng)度根據(jù)在所制備的天線(xiàn)中的應(yīng)用情況而確定；

(3c)如圖4h所示，在850℃下，高溫處理10分鐘，氧化槽內(nèi)壁形成氧化層801，以使P、N區(qū)槽內(nèi)壁平整；

(3d)如圖4i所示，利用濕法刻蝕工藝去除P、N區(qū)槽內(nèi)壁的氧化層801。

步驟4，P、N接觸區(qū)制備步驟：

(4a)如圖4j所示，利用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-organic Chemical Vapor Deposition,簡(jiǎn)稱(chēng)MOCVD)工藝，在P、N區(qū)槽中淀積多晶AlAs1001，并將溝槽填滿(mǎn)；

(4b)如圖4k所示，采用CMP，去除表面多晶AlAs1001與第二Si₃N₄/SiN層602，使表面平整；

(4c)如圖4l所示，采用CVD的方法，在表面淀積一層多晶AlAs1201，厚度為200～500nm；

(4d)如圖4m所示，光刻P區(qū)有源區(qū)，采用帶膠離子注入方法進(jìn)行P⁺注入，使P區(qū)有源區(qū)摻雜濃度達(dá)到0.5×10²⁰cm^-3，去除光刻膠，形成P接觸1301；

(4e)光刻N(yùn)區(qū)有源區(qū)，采用帶膠離子注入方法進(jìn)行N⁺注入，使N區(qū)有源區(qū)摻雜濃度為0.5×10²⁰cm^-3，去除光刻膠，形成N接觸1302；

(4f)如圖4n所示，采用濕法刻蝕，刻蝕掉P、N接觸區(qū)以外的多晶AlAs1201，形成P、N接觸區(qū)；

(4g)如圖4o所示，采用CVD的方法，在表面淀積SiO₂1501，厚度為800nm；

(4h)在1000℃，退火1分鐘，使離子注入的雜質(zhì)激活、并且推進(jìn)AlAs中雜質(zhì)；

步驟5，構(gòu)成PIN二極管步驟：

(5a)如圖4p所示，在P、N接觸區(qū)光刻引線(xiàn)孔1601；

(5b)如圖4q所示，襯底表面濺射金屬，在750℃合金形成金屬硅化物1701，并刻蝕掉表面的金屬；

(5c)襯底表面濺射金屬，光刻引線(xiàn)；

(5d)如圖4r所示，淀積Si₃N₄/SiN形成鈍化層1801，光刻PAD，形成PIN二極管，作為制備固態(tài)等離子天線(xiàn)材料。

本實(shí)施例中，上述各種工藝參數(shù)均為舉例說(shuō)明，依據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)手段所做的變換均為本申請(qǐng)之保護(hù)范圍。

本發(fā)明制備的應(yīng)用于基于AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)，首先，所使用的鍺材料，由于其高遷移率和大載流子壽命的特性，提高了pin二極管的固態(tài)等離子體濃度；其次，鍺材料由于其氧化物GeO熱 穩(wěn)定性差的特性，P區(qū)和N區(qū)深槽側(cè)壁平整化的處理可在高溫環(huán)境自動(dòng)完成，簡(jiǎn)化了材料的制備方法；再次，本發(fā)明制備的應(yīng)用于固態(tài)等離子可重構(gòu)天線(xiàn)的GeOI基pin二極管采用了一種基于刻蝕的深槽介質(zhì)隔離工藝，有效地提高了器件的擊穿電壓，抑制了漏電流對(duì)器件性能的影響。

綜上所述，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明基于AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線(xiàn)的制備方法的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。