基于具备台状有源区SPiN二极管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基于具备台状有源区SPiN二极管可重构全息天线的制备方法，其中，所述全息天线包括SOI衬底(1)、第一天线臂(2)、第二天线臂(3)、同轴馈线(4)及全息圆环(14)；所述制备方法包括：在所述SOI衬底(1)上制作多个基于台状有源区的SPiN二极管；将多个所述基于台状有源区的SPiN二极管依次互连PAD以形成多个SPiN二极管串；由多个等长的SPiN二极管串形成所述第一天线臂(2)和第二天线臂(3)；制作所述同轴馈线(4)以连接所述第一天线臂(2)及所述第二天线臂(3)以形成所述全息天线；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。

【技术实现步骤摘要】
基于具备台状有源区SPiN二极管可重构全息天线的制备方法
本专利技术属于半导体
，具体涉及一种基于具备台状有源区SPiN二极管可重构全息天线的制备方法。
技术介绍
等离子体天线的可利用改变等离子体密度来改变天线的瞬时带宽、且具有大的动态范围；还可以通过改变等离子体谐振、阻抗以及密度等，调整天线的频率、波束宽度、功率、增益和方向性动态参数；另外，等离子体天线在没有激发的状态下，雷达散射截面可以忽略不计，而天线仅在通信发送或接收的短时间内激发，提高了天线的隐蔽性，这些性质可广泛的应用于各种侦察、预警和对抗雷达，星载、机载和导弹天线，微波成像天线，高信噪比的微波通信天线等领域，极大地引起了国内外研究人员的关注，成为了天线研究领域的热点。随着等离子体天线的进一步发展，在实际情况中，无线通信系统经常要求天线能根据实际使用环境来改变其电特性，即实现天线特性的“可重构”，进而减少系统中天线的数量。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基于具备台状有源区SPiN二极管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基于具备台状有源区SPiN二极管可重构全息天线的制备方法，其中，所述全息天线包括SOI衬底(1)、第一天线臂(2)、第二天线臂(3)、同轴馈线(4)及全息圆环(14)；其中，所述制备方法包括：在所述SOI衬底(1)上制作多个基于台状有源区的SPiN二极管；将多个所述基于台状有源区的SPiN二极管依次互连PAD以形成多个SPiN二极管串；由多个等长的SPiN二极管串形成所述第一天线臂(2)和第二天线臂(3)；制作所述同轴馈线(4)以连接所述第一天线臂(2)及所述第二天线臂(3)以形成所述全息天线。在本专利技术的一个实施例中，在所述SOI材料(1)上制作多个基于台状有源区的SPiN二极管，包括：(a)选取SOI衬底；刻蚀SOI衬底形成台状有源区；(b)利用氧化工艺，对所述台状有源区的侧壁进行氧化以在所述台状有源区侧壁形成氧化层；(c)利用湿法刻蚀工艺刻蚀所述氧化层以完成对所述台状有源区侧壁的平整化处理；(d)对所述台状有源区四周利用原位掺杂工艺分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区；(e)利用CVD工艺，在所述台状有源区四周淀积所述多晶Si材料；在整个衬底表面淀积第四保护层；(f)利用退火工艺激活所述P区和所述N区中的杂质；(g)在所述多晶Si材料表面制作引线并光刻PAD以形成所述SPiN二极管。进一步的，步骤(a)包括：(a1)利用CVD工艺，在所述SOI衬底表面形成第一保护层；(a2)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；(a3)利用干法刻蚀工艺，对所述有源区图形的指定位置四周刻蚀所述第一保护层及所述SOI衬底的顶层Si层从而形成有所述台状有源区。进一步的，步骤(d)包括：(d1)在整个衬底表面淀积第二保护层；(d2)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；(d3)利用湿法刻蚀工艺去除P区图形上的所述第二保护层；(d4)利用原位掺杂工艺，在所述台状有源区侧壁淀积P型Si材料形成所述P区；(d5)在整个衬底表面淀积第三保护层；(d6)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；(d7)利用湿法刻蚀工艺去除N区图形上的所述第三保护层；(d8)利用原位掺杂工艺，在所述台状有源区侧壁淀积N型Si材料形成所述N区。在上述实施例的基础上，步骤(d4)包括：(d41)利用原位掺杂工艺，在所述台状有源区侧壁淀积P型Si材料；(d42)采用第四掩膜版，利用干法刻蚀工艺刻蚀所述P型Si材料以在所述台状有源区的侧壁形成所述P区；(d43)利用选择性刻蚀工艺去除整个衬底表面的所述第二保护层。在上述实施例的基础上，步骤(d8)包括：(d81)利用原位掺杂工艺，在所述台状有源区侧壁淀积N型Si材料；(d82)采用第五掩膜版，利用干法刻蚀工艺刻蚀所述N型Si材料以在所述台状有源区的另一侧壁形成所述N区；(d83)利用选择性刻蚀工艺去除整个衬底表面的所述第三保护层。在本专利技术的一个实施例中，步骤(g)包括：(g1)采用第六掩膜版，利用光刻工艺在所述第四保护层表面形成引线孔图形；(g2)利用各向异性刻蚀工艺刻蚀所述第四保护层漏出部分所述多晶Si材料以形成所述引线孔；(g3)对所述引线孔溅射金属材料以形成金属硅化物；(g4)钝化处理并光刻PAD以形成所述SPiN二极管。在本专利技术的一个实施例中，所述全息圆环(14)为由八段等长的SPiN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；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，还包括制作于所述Si基SOI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)间隔性的电连接至所述SPiN二极管串(w1、w2、w3、w4、w5、w6)两端。在本专利技术的一个实施例中，所述第一天线臂(2)和所述第二天线臂(3)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SPiN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基于台状有源区的SPiN二极管的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基于具备台状有源区SPiN二极管可重构全息天线的制备方法示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于台状有源区的SPiN二极管的制备方法示意图；图4a-图4s为本专利技术实施例的一种基于台状有源区的SPiN二极管的制备方法示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种基于台状有源区的SPiN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基于具备台状有源区SPiN二极管可重构全息天线的制备方法，其中，所述全息天线包括SOI衬底(1)、第一天线臂(2)、第二天线臂(3)、同轴馈线(4)及全息圆环(14)；其中，请参见图2，图2为所述制备方法流程图：在所述SOI衬底(1)上制作多个基于台状有源区的SPiN二极管；将多个所述基于台状有源区的SPiN二极管依次互连PAD以形成多个SPiN二极管串；由多个等长的SPiN二极管串形成所述第一天线臂(2)和第二天线臂(3)；制作所述同轴馈线(4)以连接所述第一天线臂(2)及所述第二天线臂(3)以形成所述全息天线。请参见图3，图3为所述SOI材料(1)上制作多个基于台状有源区的SPiN二极管制备流程图，包括：(a)选取SOI衬底；刻蚀SOI衬底形成台状有源区；(b)利用氧化工艺，对所述台状有源区的侧壁进行氧化以在所述台状有源区侧壁形成氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于具备台状有源区SPiN二极管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(1)、第一天线臂(2)、第二天线臂(3)、同轴馈线(4)及全息圆环(14)；其中，所述制备方法包括：在所述SOI衬底(1)上制作多个基于台状有源区的SPiN二极管；将多个所述基于台状有源区的SPiN二极管依次互连PAD以形成多个SPiN二极管串；由多个等长的SPiN二极管串形成所述第一天线臂(2)和第二天线臂(3)；制作所述同轴馈线(4)以连接所述第一天线臂(2)及所述第二天线臂(3)以形成所述全息天线。

【技术特征摘要】
1.一种基于具备台状有源区SPiN二极管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(1)、第一天线臂(2)、第二天线臂(3)、同轴馈线(4)及全息圆环(14)；其中，所述制备方法包括：在所述SOI衬底(1)上制作多个基于台状有源区的SPiN二极管；将多个所述基于台状有源区的SPiN二极管依次互连PAD以形成多个SPiN二极管串；由多个等长的SPiN二极管串形成所述第一天线臂(2)和第二天线臂(3)；制作所述同轴馈线(4)以连接所述第一天线臂(2)及所述第二天线臂(3)以形成所述全息天线。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述SOI材料(1)上制作多个基于台状有源区的SPiN二极管，包括：(a)选取SOI衬底；刻蚀SOI衬底形成台状有源区；(b)利用氧化工艺，对所述台状有源区的侧壁进行氧化以在所述台状有源区侧壁形成氧化层；(c)利用湿法刻蚀工艺刻蚀所述氧化层以完成对所述台状有源区侧壁的平整化处理；(d)对所述台状有源区四周利用原位掺杂工艺分别淀积P型Si材料和N型Si材料形成P区和N区；(e)利用CVD工艺，在所述台状有源区四周淀积所述多晶Si材料；在整个衬底表面淀积第四保护层；(f)利用退火工艺激活所述P区和所述N区中的杂质；(g)在所述多晶Si材料表面制作引线并光刻PAD以形成所述SPiN二极管。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)包括：(a1)利用CVD工艺，在所述SOI衬底表面形成第一保护层；(a2)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；(a3)利用干法刻蚀工艺，对所述有源区图形的指定位置四周刻蚀所述第一保护层及所述SOI衬底的顶层Si层从而形成有所述台状有源区。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(d)包括：(d1)在整个衬底表面淀积第二保护层；(d2)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；(d3)利用湿法刻蚀工艺去除P区图形上的所述第二保护层；(d4)利用原位掺杂工艺，在所述台状有源区侧壁淀积P型Si材料形成所述P区；(d5)在整个衬底表面淀积第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹晓雪，张亮，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61