1.一種基于AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的Ge基可重構(gòu)偶極子天線的制備方法,其特征在于,所述可重構(gòu)偶極子天線包括:GeOI襯底、第一天線臂、第二天線臂、同軸饋線以及直流偏置線;其中,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臂和第二天線臂;
在所述GeOI襯底上制作所述直流偏置線;在所述第一天線臂和第二天線臂上制作同軸饋線以形成所述可重構(gòu)偶極子天線。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,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,以完成所述AlAs/Ge/AlAs結(jié)構(gòu)的基等離子pin二極管的制備。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于,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)。
4.如權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于,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。
5.如權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于,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。
6.如權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于,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孔;
(g2)向所述引線孔內(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。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述直流偏置線包括第一直流偏置線(5)、第二直流偏置線(6)、第三直流偏置線(7)、第四直流偏置線(8)、第五直流偏置線(9)、第六直流偏置線(10)、第七直流偏置線(11)、第八直流偏置線(12),所述直流偏置線采用化學(xué)氣相淀積的方法固定于所述GeOI襯底(1)上。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,
所述第一天線臂(2)和所述第二天線臂(3)分別設(shè)置于所述同軸饋線(4)的兩側(cè),第一天線臂(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;所述第一天線臂(2)和所述第二天線臂(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。
9.如權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,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)。
10.如權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述同軸饋線(4)的內(nèi)芯線焊接于所述第一天線臂(2)的金屬片,所述第一天線臂(2)的金屬片與直流偏置線(5)相連;所述同軸饋線(4)的屏蔽層焊接于所述第二天線臂(3)的金屬片,所述第二天線臂(3)的金屬片與第二直流偏置線(6)相連;所述第一直流偏置線(5)、第二直流偏置線(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(7)和第八直流偏置線(12)形成第一直流偏置線組(7、12),由第四直流偏置線(8)和第七直流偏置線(11)形成第二直流偏置線組(8、11),由第五直流偏置線(9)和第六直流偏置線(10)形成第三直流偏置線組(9、10),在天線工作中僅選擇所述第一直流偏置線組(7、12)、所述第二直流偏置線組(8、11)及所述第三直流偏置線組(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)生具有類金屬特性的固態(tài)等離子體以用于天線的輻射結(jié)構(gòu),以形成不同長(zhǎng)度的天線臂進(jìn)而實(shí)現(xiàn)天線工作頻率的可重構(gòu)。