[发明专利]用于可重构全息天线的GaAs基等离子pin二极管的制备方法

权利要求书

1.一种用于可重构全息天线的GaAs基等离子pin二极管的制备方法，其特征在于，所述GaAs基等离子pin二极管用于制作可重构全息天线，所述可重构全息天线包括GeOI半导体基片(1)；制作在所述GeOI半导体基片(1)上的第一天线臂(2)和第二天线臂(3)和同轴馈线(4)，所述第一天线臂(2)和所述第二天线臂(3)包括分布在所述同轴馈线(4)两侧且等长的等离子pin二极管串，

所述可重构全息天线还包括全息圆环(14)；所述全息圆环(14)包括多个等离子pin二极管串(w7)，所述制备方法包括步骤：

(a)选取某一晶向的GeOI衬底，在GeOI衬底上淀积GaAs层并设置隔离区；

(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GaAs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；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；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；

(d)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GaAs内形成第二P型有源区和第二N型有源区；

(e)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.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述全息圆环(14)由八段等长的等离子pin二极管串排列形成正八边形结构，其中，所述正八边形的边长与所述第一天线臂(2)和所述第二天线臂(3)长度之和相同；

或者，所述全息圆环(14)由多个等长的等离子pin二极管串构成并形成正多边形结构，所述正多边形的半径为所述可重构全息天线接收或发送的电磁波波长的四分之三。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可重构全息天线还包括制作于所述GeOI半导体基片(1)的直流偏置线(5、6、7、8、9、10、11、12)，所述直流偏置线(5、6、7、8、9、10、11、12)电连接于所述等离子pin二极管串及直流偏置电源之间。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在GeOI衬底上淀积一层GaAs并设置隔离区，包括：

(a1)在所述GeOI衬底表面利用MOCVD淀积GaAs层；

(a2)在所述GaAs表面形成第一保护层；

(a3)利用光刻工艺在所述第一保护层上形成第一隔离区图形；

(a4)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GaAs的厚度；

(a5)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。

5.如权利要求4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(a2)包括：

(a21)在所述GaAs表面生成二氧化硅以形成第一二氧化硅层；

(a22)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。

6.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。

7.如权利要求6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)在所述衬底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。