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申请/专利权人：中国人民武装警察部队工程大学

摘要：本发明涉及一种异质GeSn基固态等离子体PiN二极管的制备方法及其器件，制备方法包括：选取某一晶向的GeOI衬底，并在GeOI衬底内掺杂形成顶层GeSn区；在衬底顶层GeSn区内设置深槽隔离区；刻蚀GeSn区形成P型沟槽和N型沟槽，P型沟槽和N型沟槽的深度小于顶层GeSn区的厚度；在P型沟槽和N型沟槽内采用离子注入形成P型有源区和N型有源区；在衬底上形成GeSn合金引线，以完成制备。本发明通过顶层GeSn区的引入使得本征区内部载流子的输运机制得到改善，通过动态控制顶层Ge中Sn组分的含量使得本征区禁带宽度可调，从而提高载流子注入比以改善固态等离子体的浓度和分布均匀性。

主权项：1.一种异质GeSn基固态等离子体PiN二极管的制备方法，其特征在于，所述GeSn基固态等离子体PiN二极管用于制作硅基高集成隐身天线，所述制备方法包括步骤：a选取某一晶向的GeOI衬底，并在GeOI衬底内掺杂形成顶层GeSn区；其中GeOI衬底的掺杂类型为n型或p型，掺杂浓度为0.5×1014～0.5×1015cm-3，顶层Ge的厚度为30～120μm；步骤a包括：a1光刻所述GeOI衬底；a2对所述GeOI衬底进行Sn组分掺杂，形成顶层GeSn区，通过动态的控制顶层Ge中Sn组分的含量以实现载流子最大注入比；a3去除光刻胶；b在衬底顶层GeSn区内设置深槽隔离区；步骤b包括：b1在所述GeSn区表面形成保护层；所述保护层包括二氧化硅层和氮化硅层；步骤b1包括：b11在所述衬底表面生成二氧化硅层；b12在所述二氧化硅层表面生成氮化硅层；b2利用光刻工艺在所述保护层上形成隔离区图形；b3利用干法刻蚀工艺在所述隔离区图形的指定位置处刻蚀所述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GeSn区的厚度；b4填充所述隔离槽以形成所述PiN二极管的所述隔离区；b5平整化处理所述衬底；c刻蚀所述GeSn区形成P型沟槽和N型沟槽，所述P型沟槽和N型沟槽的深度小于顶层GeSn区的厚度，其中P型沟槽和N型沟槽的底部距顶层GeSn区底部的距离为5微米～25微米；d在P型沟槽和N型沟槽内采用离子注入形成P型有源区和N型有源区；步骤d包括：d1在所述P型沟槽和所述N型沟槽内形成第一P型有源区和第一N型有源区；d2在所述P型沟槽和所述N型沟槽内形成第二P型有源区和第二N型有源区；步骤d2包括：d21利用多晶锗填充所述P型沟槽和所述N型沟槽；d22平整化处理所述衬底后，在所述衬底表面上形成多晶锗层；d23光刻所述多晶锗层，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；d24去除光刻胶；d25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锗层；以及e在衬底上形成GeSn合金引线，以完成所述异质GeSn基固态等离子体PiN二极管的制备；步骤e包括：e1在所述衬底上生成二氧化硅；e2利用退火工艺激活有源区中的杂质；e3在所述P型接触区和所述N型接触区光刻引线孔；e4在所述引线孔中采用RPCVD的技术形成GeSn合金引线；e5钝化处理并光刻PAD以形成所述异质GeSn基固态等离子体PiN二极管。

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