具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法，所述全息天线包括SOI衬底、第一天线臂、第二天线臂及全息圆环；其中，所述制备方法包括：选取SOI衬底；制备具备SiO2保护层的固态等离子体PiN二极管；所述固态等离子体PiN二极管依次首尾相连构成固态等离子体PiN二极管串；由多段所述固态等离子体PiN二极管串组成所述第一天线臂、第二天线臂及全息圆环；制作所述直流偏置线和同轴馈线；以形成所述可重构全息天线。本发明专利技术制备的全息天线体积小、结构简单、易于加工、无复杂馈源结构、频率可快速跳变，且天线关闭时将处于电磁波隐身状态，易于组阵，可用作相控阵天线的基本组成单元。

With SiO

The present invention relates to a SiO

【技术实现步骤摘要】
具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法
本专利技术属于半导体
，具体涉及一种具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法。
技术介绍
可重构天线的概念提出于20世纪60年代。可重构是指多天线阵列中各阵元之间的关系是可以根据实际情况灵活可变的，而非固定的。它主要是通过调整状态可变器件，实现天线性能的可重构。可重构天线按功能可分为频率可重构天线(包括实现宽频带和实现多频带)、方向图可重构天线、极化可重构天线和多电磁参数可重构天线。通过改变可重构天线的结构可以使天线的频率、波瓣图、极化方式等多种参数中的一种或几种实现重构，因其具有体积小、功能多、易于实现分集应用的优点，已经成为研究热点。全息天线由源天线和全息结构组成。结合实际需求，选择适当的天线作为源天线，通过加载全息结构来改变馈源的辐射，以获得所需的目标天线的辐射特性，通过给定的电磁波辐射的干涉图进而推算天线结构。与传统的反射面天线相比，全息结构具有灵活的构建形式，便于和应用环境一体设计，应用范围很广泛。因此，如何制作高性能的频率可重构全息天线，尤其是利用半导体工艺来进行制作，就变得非常有意义。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术的实施例提供了一种具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法，所述全息天线包括SOI衬底、第一天线臂、第二天线臂及全息圆环；其中，所述制备方法包括：选取SOI衬底；刻蚀所述SOI衬底形成有源区沟槽；对所述有源区沟槽分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区；光刻引线孔并金属化处理以形成所述具备SiO2保护层的固态等离子体PiN二极管；所述固态等离子体PiN二极管依次首尾相连构成固态等离子体PiN二极管串；由多段所述固态等离子体PiN二极管串组成所述第一天线臂、第二天线臂及全息圆环；制作所述直流偏置线和同轴馈线；以形成所述可重构全息天线。在本专利技术的一个实施例中，选取SOI衬底；刻蚀所述SOI衬底形成有源区沟槽，包括：利用CVD工艺，在所述SOI衬底表面形成第一保护层；采用第一掩膜版，利用光刻工艺在所述第一保护层上形成有源区图形；利用干法刻蚀工艺，在所述有源区图形的指定位置处刻蚀所述第一保护层及所述SOI衬底顶层Si层从而形成有所述有源区沟槽。在本专利技术的一个实施例中，对所述有源区沟槽分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区，包括：在整个衬底表面淀积第二保护层；采用第二掩膜板，利用光刻工艺在所述第二保护层表面形成P区图形；利用湿法刻蚀工艺去除P区图形上的所述第二保护层；利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积P型Si材料形成所述P区；在整个衬底表面淀积第三保护层；采用第三掩膜板，利用光刻工艺在所述第三保护层表面形成N区图形；利用湿法刻蚀工艺去除N区图形上的所述第三保护层；利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积N型Si材料形成所述N区。在本专利技术的一个实施例中，所述的制备方法还应包括：在整个衬底表面生成SiO2材料；利用退火工艺激活所述P型有源区及所述N型有源区中的杂质。在本专利技术的一个实施例中，所述全息圆环为由八段等长的具备SiO2保护层的固态等离子体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和所述第二天线臂长度之和相同。其中，所述正八边形的外接圆的半径为所述天线接收或发送的电磁波波长的四分之三。在本专利技术的一个实施例中，所述第一天线臂和所述第二天线臂沿所述同轴馈线轴对称分布且包括相同数量的具备SiO2保护层的固态等离子体PiN二极管串。在本专利技术的一个实施例中，还包括制作于所述SOI衬底的直流偏置线；所述直流偏置线间隔性的电连接至所述具备SiO2保护层的固态等离子体PiN二极管串两端；所述直流偏置线采用化学气相淀积的方法制作于所述SOI衬底上，其材料为铜、铝或经过掺杂的多晶硅中的任意一种。在本专利技术的一个实施例中，所述第一天线臂和所述第二天线臂的导通长度根据预接收或发送的电磁波波长所确定。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、体积小、剖面低，结构简单、易于加工。2、采用同轴电缆作为馈源，无复杂馈源结构。3、采用固态等离子体PiN二极管作为天线的基本组成单元，只需通过控制其导通或断开，即可实现频率的可重构。4、所有组成部分均在半导体基片一侧，易于制版加工。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法示意图；图3a-图3r为本专利技术实施例的一种具备SiO2保护层的固态等离子体PiN二极管的制备方法示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种具备SiO2保护层的固态等离子体PiN二极管的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法，所述全息天线包括SOI衬底(1)、第一天线臂(2)、第二天线臂(3及全息圆环(14)；请参见图2，图2为所述制备方法流程图，包括：选取SOI衬底；刻蚀所述SOI衬底形成有源区沟槽；对所述有源区沟槽分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区；光刻引线孔并金属化处理以形成所述具备SiO2保护层的固态等离子体PiN二极管；所述固态等离子体PiN二极管依次首尾相连构成固态等离子体PiN二极管串；由多段所述固态等离子体PiN二极管串组成所述第一天线臂、第二天线臂及全息圆环；制作所述直流偏置线和同轴馈线(4)；以形成所述可重构全息天线。其中，采用SOI衬底的原因在于，对于固态等离子天线由于其需要良好的微波特性，而固态等离子体PiN二极管为了满足这个需求，需要具备良好的载流子即固态等离子体的限定能力，而二氧化硅(SiO2)能够将载流子即固态等离子体限定在顶层硅中，所以优选采用SOI作为固态等离子体PiN二极管的衬底。在本专利技术的一个实施例中，选取SOI衬底(1)；刻蚀所述SOI衬底形成有源区沟槽，包括：利用CVD工艺，在所述SOI衬底表面形成第一保护层；采用第一掩膜版，利用光刻工艺在所述第一保护层上形成有源区图形；利用干法刻蚀工艺，在所述有源区图形的指定位置处刻蚀所述第一保护层及所述SOI衬底顶层Si层从而形成有所述有源区沟槽。在本专利技术的一个实施例中，对所述有源区沟槽分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区，包括：在整个衬底表面淀积第二保护层；采用第二掩膜板，利用光刻工艺在所述第二保护层表面形成P区图形；利用湿法刻蚀工艺去除P区图形上的所述第二保护层；利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积P型Si材料形成所述P区；在整个衬底表面淀积第三保护层；采用第三掩膜板，利用光刻工艺在所述第三保护层表面形成N区图形；利用湿法刻蚀工艺去除N区图形上的所述第三保护层；利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积N型Si材料形成所述N区。需要说明的是：常规制作固态等离子体PiN二极管的P区与N区的制备工艺中，均采用注入工艺形成，此方法要求注入剂量和能量较大，对设备要求高，且与现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备SiO

【技术特征摘要】
1.一种具备SiO2保护层的频率可重构全息天线的制备方法，其特征在于，所述全息天线包括SOI衬底、第一天线臂、第二天线臂及全息圆环；其中，所述制备方法包括：选取SOI衬底；刻蚀所述SOI衬底形成有源区沟槽；对所述有源区沟槽分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区；光刻引线孔并金属化处理以形成具备SiO2保护层的固态等离子体PiN二极管；所述固态等离子体PiN二极管依次首尾相连构成固态等离子体PiN二极管串；由多段所述固态等离子体PiN二极管串组成所述第一天线臂、第二天线臂及全息圆环；制作所述直流偏置线和同轴馈线；以形成所述可重构全息天线。2.如权利要求1所述的制备方法，选取SOI衬底；刻蚀所述SOI衬底形成有源区沟槽，其特征在于，包括：利用CVD工艺，在所述SOI衬底表面形成第一保护层；采用第一掩膜版，利用光刻工艺在所述第一保护层上形成有源区图形；利用干法刻蚀工艺，在所述有源区图形的指定位置处刻蚀所述第一保护层及所述SOI衬底顶层Si层从而形成有所述有源区沟槽。3.如权利要求1所述的制备方法，对所述有源区沟槽分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区，其特征在于，包括：在整个衬底表面淀积第二保护层；采用第二掩膜板，利用光刻工艺在所述第二保护层表面形成P区图形；利用湿法刻蚀工艺去除P区图形上的所述第二保护层；利用原位掺杂工艺，在所述有源区沟槽内淀积P型Si材料形成所述P区；在整个衬底表面淀积...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡辉勇，王斌，苗渊浩，张鹤鸣，苏汉，郝敏如，宣荣喜，舒斌，宋建军，康海燕，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61