基于AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基可重構偶極子天線的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種基于AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基可重構偶極子天線的制備方法，其中，所述可重構偶極子天線包括：GeOI襯底、第一天線臂、第二天線臂、同軸饋線以及直流偏置線；所述制備方法包括：選取GeOI襯底；在所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管；由多個所述AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管依次首尾相連形成SPiN二極管串；由多個所述SPiN二極管串制作所述第一天線臂和第二天線臂；在所述GeOI襯底上制作所述直流偏置線；在所述第一天線臂和第二天線臂上制作同軸饋線以形成所述可重構偶極子天線，本發明專利技術制備的可重構偶極子天線，通過金屬直流偏置線控制SPiN二極管導通，形成等離子天線臂的長度可調，從而實現天線工作頻率的可重構，具有易集成、可隱身、頻率可快速跳變的特點。

Ge Based Reconfigurable AlAs/Ge/AlAs dipole antenna structure based preparation method

The invention relates to a method for preparing Ge based reconstruction of dipole antenna based on AlAs/Ge/AlAs structure in which the reconfigurable dipole antenna includes a GeOI substrate, a first antenna, a second antenna arm arm, coaxial line and DC bias line; the preparation method comprises the following steps: selecting a GeOI substrate; making the structure in AlAs/Ge/AlAs GeOI substrate Ge based SPiN diode; Ge based SPiN diodes formed by a plurality of AlAs/Ge/AlAs structure in SPiN diode string from end to end; a plurality of SPiN diodes on the first antenna and the second antenna arm arm; making the DC bias lines on the GeOI substrate; making a coaxial feeder to the formation of the reconfigurable dipole antenna in the first antenna and the second antenna arm on the arm, the preparation method of the reconfigurable dipole antenna, through the metal line DC bias The SPiN diode is controlled so as to form the length of the plasma antenna arm, so as to realize the reconfiguration of the working frequency of the antenna, and has the characteristics of easy integration, invisibility and fast frequency hopping.

【技術實現步驟摘要】
基于AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基可重構偶極子天線的制備方法
本專利技術屬于半導體
，具體涉及一種基于AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基可重構偶極子天線的制備方法。
技術介紹
在天線技術發展迅猛的今天，新一代無線通信系統的發展趨勢包括實現高速數據傳輸，實現多個無線系統之間的互聯，實現有限的頻譜資源的有效利用，獲得對周圍環境的自適應能力等。為突破傳統天線固定不變的工作性能難以滿足多樣的系統需求和復雜多變的應用環境，可重構天線的概念得到重視并獲得發展。可重構微帶天線因其體積小，剖面低等優點成為可重構天線研究的熱點。隨著無線系統向大容量、多功能、多頻段/超寬帶方向的發展，不同通信系統相互融合，使得在同一平臺上搭載的信息子系統數量增加，天線數量也相應增加，但天線數量的增加對通信系統的電磁兼容性、成本、重量等方面有較大的負面影響。因此，無線通信系統要求天線能根據實際使用環境來改變其電特性，即實現天線特性的“可重構”。可重構天線具有多個天線的功能，減少了系統中天線的數量。其中，可重構微帶天線因其體積較小，剖面低等優點受到可重構天線研究領域的關注。目前的頻率可重構微帶天線的各部分有互耦影響，頻率跳變慢，饋源結構復雜，隱身性能不佳，剖面高，集成加工的難度高等問題亟待解決。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的上述問題，本專利技術提供了一種基于AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基可重構偶極子天線的制備方法。本專利技術要解決的技術問題通過以下技術方案實現：本專利技術的實施例提供了一種基于AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基可重構偶極子天線的制備方法，其中，所述可重構偶極子天線包括：GeOI襯底、第一天線臂、第二天線臂、同軸饋線以及直流偏置線；所述制備方法包括：選取GeOI襯底；在所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管；由多個所述AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管依次首尾相連形成SPiN二極管串；由多個所述SPiN二極管串制作所述第一天線臂和第二天線臂；在所述GeOI襯底上制作所述直流偏置線；在所述第一天線臂和第二天線臂上制作同軸饋線以形成所述可重構偶極子天線。在本專利技術的一個實施例中，在所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管，包括：(a)選取GeOI襯底，并在所述GeOI襯底內設置隔離區；(b)刻蝕所述GeOI襯底形成P型溝槽和N型溝槽；(c)氧化所述P型溝槽和所述N型溝槽以使所述P型溝槽和所述N型溝槽的內壁形成氧化層；(d)利用濕法刻蝕工藝刻蝕所述P型溝槽和所述N型溝槽內壁的氧化層以完成所述P型溝槽和所述N型溝槽內壁的平整化；(e)在所述P型溝槽和所述N型溝槽內淀積AlAs材料，并對所述P型溝槽和所述N型溝槽內的AlAs材料進行離子注入形成P型有源區和N型有源區；(f)在整個襯底表面生成SiO2材料；利用退火工藝激活所述P型有源區及所述N型有源區中的雜質；(g)在所述P型有源區和所述N型有源區表面形成引線，以完成所述AlAs/Ge/AlAs結構的基等離子pin二極管的制備。其中，步驟(a)包括：(a1)在所述GeOI襯底表面形成第一保護層；(a2)利用光刻工藝在所述第一保護層上形成第一隔離區圖形；(a3)利用干法刻蝕工藝，在所述第一隔離區圖形的指定位置處刻蝕所述第一保護層及所述GeOI襯底以形成隔離槽，且所述隔離槽的深度大于等于所述GeOI襯底的頂層Ge的厚度；(a4)填充所述隔離槽以形成所述隔離區。在上述實施例的基礎上，步驟(b)包括：(b1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護層；(b2)利用光刻工藝在所述第二保護層上形成第二隔離區圖形；(b3)利用干法刻蝕工藝在所述第二隔離區圖形的指定位置處刻蝕所述第二保護層及所述GeOI襯底的頂層Ge層以在所述頂層Ge層內形成所述P型溝槽和所述N型溝槽。其中，步驟(e)包括：(e1)利用MOCVD工藝，在所述P型溝槽和所述N型溝槽內及整個襯底表面淀積AlAs材料；(e2)利用CMP工藝，平整化處理GeOI襯底后，在GeOI襯底上形成AlAs層；(e3)光刻AlAs層，并采用帶膠離子注入的方法對所述P型溝槽和所述N型溝槽所在位置分別注入P型雜質和N型雜質以形成所述P型有源區和所述N型有源區且同時形成P型接觸區和N型接觸區；(e4)去除光刻膠；(e5)利用濕法刻蝕去除P型接觸區和N型接觸區以外的AlAs材料。其中，步驟(g)包括：(g1)利用各向異性刻蝕工藝刻蝕掉所述P型接觸區和所述N型接觸區表面指定位置的SiO2材料以形成所述引線孔；(g2)向所述引線孔內淀積金屬材料，對整個襯底材料進行鈍化處理并光刻PAD以形成所述AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管。在本專利技術的一個實施例中，所述直流偏置線包括第一直流偏置線(5)、第二直流偏置線(6)、第三直流偏置線(7)、第四直流偏置線(8)、第五直流偏置線(9)、第六直流偏置線(10)、第七直流偏置線(11)、第八直流偏置線(12)，所述直流偏置線采用化學氣相淀積的方法固定于所述GeOI襯底(1)上。在本專利技術的一個實施例中，其特征在于，所述第一天線臂(2)和所述第二天線臂(3)分別設置于所述同軸饋線(4)的兩側，第一天線臂(2)包括依次串接的第一SPiN二極管串(w1)、第二SPiN二極管串(w2)及第三SPiN二極管串(w3)，所述第二天線臂(3)包括依次串接的第四SPiN二極管串(w4)、第五SPiN二極管串(w5)及第六SPiN二極管串(w6)；其中，所述第一SPiN二極管串(w1)的長度等于所述第六SPiN二極管串(w6)的長度，所述第二SPiN二極管串(w2)的長度等于所述第五SPiN二極管串(w5)的長度，所述第三SPiN二極管串(w3)的長度等于所述第四SPiN二極管串(w4)的長度；所述第一天線臂(2)和所述第二天線臂(3)的長度為其接收或發送的電磁波波長的四分之一。在本專利技術的一個實施例中，所述SPiN二極管串中的SPiN二極管包括P+區(27)、N+區(26)和本征區(22)，且還包括第一金屬接觸區(23)和第二金屬接觸區(24)；其中，所述第一金屬接觸區(23)分別電連接所述P+區(27)與所述直流偏置電壓的正極，所述第二金屬接觸區(24)分別電連接所述N+區(26)與所述直流偏置電壓的負極，以使對應SPiN二極管串被施加直流偏置電壓后其所有SPiN二極管處于正向導通狀態。在本專利技術的一個實施例中，所述同軸饋線(4)的內芯線焊接于所述第一天線臂(2)的金屬片，所述第一天線臂(2)的金屬片與直流偏置線(5)相連；所述同軸饋線(4)的屏蔽層焊接于所述第二天線臂(3)的金屬片，所述第二天線臂(3)的金屬片與第二直流偏置線(6)相連；所述第一直流偏置線(5)、第二直流偏置線(6)均與直流偏置電壓的負極相連，以形成公共負極；由第三直流偏置線(7)和第八直流偏置線(12)形成第一直流偏置線組(7、12)，由第四直流偏置線(8)和第七直流偏置線(11)形成第二直流偏置線組(8、11)，由第五直流偏置線(9)和第六直流偏置線(10)形成第三直流偏置線組(9、10)，在天線工作中僅選擇所述第一直流偏置線組(7、12)、所述第二直流偏置線組本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基可重構偶極子天線的制備方法，其特征在于，所述可重構偶極子天線包括：GeOI襯底、第一天線臂、第二天線臂、同軸饋線以及直流偏置線；其中，所述制備方法包括：選取GeOI襯底；在所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管；由多個所述AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管依次首尾相連形成SPiN二極管串；由多個所述SPiN二極管串制作所述第一天線臂和第二天線臂；在所述GeOI襯底上制作所述直流偏置線；在所述第一天線臂和第二天線臂上制作同軸饋線以形成所述可重構偶極子天線。

【技術特征摘要】
1.一種基于AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基可重構偶極子天線的制備方法，其特征在于，所述可重構偶極子天線包括：GeOI襯底、第一天線臂、第二天線臂、同軸饋線以及直流偏置線；其中，所述制備方法包括：選取GeOI襯底；在所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管；由多個所述AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管依次首尾相連形成SPiN二極管串；由多個所述SPiN二極管串制作所述第一天線臂和第二天線臂；在所述GeOI襯底上制作所述直流偏置線；在所述第一天線臂和第二天線臂上制作同軸饋線以形成所述可重構偶極子天線。2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述GeOI襯底上制作AlAs/Ge/AlAs結構的Ge基SPiN二極管，包括：(a)選取GeOI襯底，并在所述GeOI襯底內設置隔離區；(b)刻蝕所述GeOI襯底形成P型溝槽和N型溝槽；(c)氧化所述P型溝槽和所述N型溝槽以使所述P型溝槽和所述N型溝槽的內壁形成氧化層；(d)利用濕法刻蝕工藝刻蝕所述P型溝槽和所述N型溝槽內壁的氧化層以完成所述P型溝槽和所述N型溝槽內壁的平整化。(e)在所述P型溝槽和所述N型溝槽內淀積AlAs材料，并對所述P型溝槽和所述N型溝槽內的AlAs材料進行離子注入形成P型有源區和N型有源區；(f)在整個襯底表面生成SiO2材料；利用退火工藝激活所述P型有源區及所述N型有源區中的雜質。(g)在所述P型有源區和所述N型有源區表面形成引線，以完成所述AlAs/Ge/AlAs結構的基等離子pin二極管的制備。3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(a)包括：(a1)在所述GeOI襯底表面形成第一保護層；(a2)利用光刻工藝在所述第一保護層上形成第一隔離區圖形；(a3)利用干法刻蝕工藝，在所述第一隔離區圖形的指定位置處刻蝕所述第一保護層及所述GeOI襯底以形成隔離槽，且所述隔離槽的深度大于等于所述GeOI襯底的頂層Ge的厚度；(a4)填充所述隔離槽以形成所述隔離區。4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(b)包括：(b1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護層；(b2)利用光刻工藝在所述第二保護層上形成第二隔離區圖形；(b3)利用干法刻蝕工藝在所述第二隔離區圖形的指定位置處刻蝕所述第二保護層及所述GeOI襯底的頂層Ge層以在所述頂層Ge層內形成所述P型溝槽和所述N型溝槽。5.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(e)包括：(e1)利用MOCVD工藝，在所述P型溝槽和所述N型溝槽內及整個襯底表面淀積AlAs材料；(e2)利用CMP工藝，平整化處理GeOI襯底后，在GeOI襯底上形成AlAs層；(e3)光刻AlAs層，并采用帶膠離子注入的方法對所述P型溝槽和所述N型溝槽所在位置分別注入P型雜質和N型雜質以形成所述P型有源區和所述N型有源區且同時形成P型接觸區和N型接觸區；(e4)去除光刻膠；(e5)利用濕法刻蝕去除P型接觸區和N型接觸區以外的AlAs材料。6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(g)包括：(g1)利用各向異性刻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹曉雪，張亮，
申請(專利權)人：西安科銳盛創新科技有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西,61