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专利号: 2016111838948
申请人: 潘芊璇
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于多层全息天线的GaAs基横向等离子pin二极管的制备方法,其特征在于,所述多层全息天线包括:半导体基片GeOI、天线模块、第一全息圆环及第二全息圆环;其中,所述天线模块、所述第一全息圆环及所述第二全息圆环均包括依次串接的GaAs基等离子pin二极管串;所述GaAs基等离子pin二极管串包括多个串行连接的GaAs基等离子pin二极管,所述GaAs基等离子pin二极管制备方法包括:(a)选取某一晶向的GeOI衬底,在所述衬底表面利用MOCVD淀积GaAs层;

(b)在所述GaAs层表面形成第一保护层,利用光刻工艺在所述第一保护层上形成第一隔离区图形;

(c)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GaAs层的厚度;

(d)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;

(e)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GaAs的厚度;

(f)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;

(g)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GaAs层内形成第二P型有源区和第二N型有源区;

(h)在所述衬底上形成引线,以完成所述GaAs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2个GaAs基等离子pin二极管天线臂、1个同轴馈线、以及每个天线臂对应的4个直流偏置线。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述GaAs基等离子pin二极管包括P+区、N+区和本征区,且还包括第一金属接触区和第二金属接触区;其中,所述第一金属接触区一端电连接所述P+区且另一端电连接至直流偏置线或者相邻的所述GaAs基等离子pin二极管的所述第二金属接触区,所述第二金属接触区一端电连接所述N+区且另一端电连接至所述直流偏置线或者相邻的所述GaAs基等离子pin二极管的所述第一金属接触区。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(e)包括:(e1)在所述衬底表面形成第二保护层;

(e2)利用光刻工艺在所述第二保护层上形成第二隔离区图形;

(e3)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,步骤(e1)包括:(e11)在所述衬底表面生成二氧化硅以形成第二二氧化硅层;

(e12)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(f)包括:(f1)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;

(f2)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;

(f3)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(f3)包括:(f31)光刻所述P型沟槽和所述N型沟槽;

(f32)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;

(f33)去除光刻胶。

8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(g)包括:(g1)利用多晶硅填充所述P型沟槽和所述N型沟槽;

(g2)平整化处理所述衬底后,在所述衬底上形成多晶硅层;

(g3)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型有源区且同时形成P型接触区和N型接触区;

(g4)去除光刻胶;

(g5)利用湿法刻蚀去除所述P型接触区和所述N型接触区以外的所述多晶硅层。

9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(h)包括:(h1)在所述衬底上生成二氧化硅;

(h2)利用退火工艺激活有源区中的杂质;

(h3)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;

(h4)钝化处理并光刻PAD以形成所述等离子pin二极管。