本発明は、電子部品の製造分野に属し、特に、多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法に関するものである。

ホログラフィックアンテナ(Holographic antenna)は、ホログラフィック構造を有していることにより特定の場所において使用者の実際の要求を満たすことができ、よい応用の将来性を有している。リファクタリングが可能なアンテナ、特に、周波数のリファクタリングが可能なアンテナはいろいろな周波数において作動することができるので、応用の分野を広くし、多い注目を集めることができる。所定の材料と製造工程を採用することにより周波数のリファクタリングが可能なアンテナを製造することは重要でありかつ意義のある問題である。

現在、国内外においてリファクタリングが可能なアンテナに用いられるpinダイオードの材料として通常ケイ素材料を採用する。その材料はイントリンシック・リージョン(intrinsic region)の電荷キャリア(charge carrier)の移動度(mobility)が低いので、pinダイオードのイントリンシック・リージョンの電荷キャリアの濃度に影響を与え、かつ固体プラズマの濃度に影響を与える。かつ前記構造のP区域とN区域は注入方法により形成されるものであり、その方法は注入量が多くかつエネルギーの消耗が大きいという問題を有しているので、設備に対する要求が高く、現在の工程を容易に兼用することができない。拡散方法を採用することによりジャンクションの深さを深くすることができるが、P区域とN区域の面積が大きく、集合性が低く、ドーピング濃度の均等性がよくない問題を招来するおそれがあるので、pinダイオードの電子性能に影響を与え、固体プラズマ濃度と分布を容易に制御することができない。

従来の技術的欠点と不足を解決するため、本発明において多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を提供する。

具体的に、本発明の実施例において多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を提供する。前記pinダイオードは前記ホログラフィックアンテナの製造に用いられ、前記ホログラフィックアンテナは、半導体基板(11)、アンテナモジュール(13)、第一ホログラフィック環状部(15)および第二ホログラフィック環状部(17)を含み、前記アンテナモジュール(13)、前記第一ホログラフィック環状部(15)および前記第二ホログラフィック環状部(17)はいずれも半導体製造工程により前記半導体基板(11)上に形成され、前記アンテナモジュール(13)、前記第一ホログラフィック環状部(15)および前記第二ホログラフィック環状部(17)はいずれも、直列に接続されるpinダイオード組を含み、 前記製造方法は、 (a)GeOIパッドを選択するステップであって、前記GeOIパッドの表面にSiO₂材料を形成することにより第一SiO₂層を形成し、前記第一SiO₂層上にSiN材料を形成することにより第一SiN層を形成し、前記第一SiO₂層と前記第一SiN層により前記GeOIパッドの表面上に第一保護層を形成するステップと、 (b)フォトエッチング工程により前記第一保護層上に第一隔離区域パタンを形成するステップと、 (c)乾式エッチング工程により前記第一隔離区域パタンの所定の区域の前記第一保護層と前記GeOIパッドをエッチングすることにより隔離槽を形成し、前記隔離槽の深さを前記GeOIパッドの上層Geの厚さより大きくするか或いは等しくするステップと、 (d)前記隔離槽を充填することにより隔離区域を形成するステップと、 (e)前記GeOIパッドをエッチングすることによりP型チェンネルとN型チェンネルを形成するステップと、 (f)前記P型チェンネルと前記N型チェンネル内にAlAs材料を堆積させ、前記P型チェンネルと前記N型チェンネル内のAlAs材料にイオンを注入することによりP型アクティブリージョンとN型アクティブリージョンを形成するステップと、 (g)前記P型アクティブリージョンと前記N型アクティブリージョンの表面にリードワイヤを形成することにより前記AlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードを製造するステップとを含む。

前記実施例に係るステップ(e)は、 (e1)前記GeOIパッドの表面に第二保護層を形成するステップと、 (e2)フォトエッチング工程により前記第二保護層上に第二隔離区域パタンを形成するステップと、 (e3)乾式エッチング工程により前記第二隔離区域パタンの所定の区域において前記第二保護層と前記GeOIパッドの上層Ge層をエッチングすることにより前記上層Ge層内に前記P型チェンネルと前記N型チェンネルを形成するステップとを含む。

本実施例において、前記第二保護層は第二SiO₂層と第二SiN層を含み、前記ステップ(e1)は、 (e11)前記GeOIパッドの表面にSiO₂材料を形成することにより第二SiO₂層を形成するステップと、 (e12)前記第二SiO₂層の表面にSiN材料を形成することにより第二SiN層を形成するステップとを含む。

前記実施例に係る製造方法は、前記ステップ(f)を実施する前に実施するステップ、すなわち (x1)前記P型チェンネルと前記N型チェンネルを酸化させることにより前記P型チェンネルと前記N型チェンネルの内壁に酸化層を形成するステップと、 (x2)湿式エッチング工程により前記P型チェンネルと前記N型チェンネルの内壁の酸化層をエッチングすることにより前記P型チェンネルと前記N型チェンネルの内壁の平坦化を実施するステップとを更に含む。

前記実施例に係るステップ(f)は、 (f1)MOCVD工程により前記P型チェンネル、前記N型チェンネルおよびパッド表面全面にAlAs材料を堆積させるステップと、 (f2)CMP工程によりGeOIパッドの平坦化を実施した後、GeOIパッド上にAlAs層を形成するステップと、 (f3)フォトエッチング工程によりAlAs層をエッチングし、ゴム粒子を注入する方法により前記P型チェンネルと前記N型チェンネルが位置している個所にP型不純物とN型不純物を注入することにより前記P型アクティブリージョンと前記N型アクティブリージョンを形成するとともにP型接触区とN型接触区を形成するステップと、 (f4)フォトエッチングでマスクを除去するステップと、 (f5)湿式エッチングによりP型接触区とN型接触区以外のAlAs材料を除去するステップとを含む。

前記実施例に係る製造方法は、前記ステップ(f)を実施した後に実施するステップ、すなわち (y1)パッド表面全面にSiO₂材料を形成するステップと、 (y2)アニーリング工程により前記P型アクティブリージョンと前記N型アクティブリージョン中の不純物をアクティベーションさせるステップとを更に含む。

前記実施例に係るステップ(g)は、 (g1)異方性エッチング工程により前記P型接触区と前記N型接触区の表面の所定の位置のSiO₂材料をエッチングすることによりリードワイヤ孔を形成するステップと、 (g2)前記リードワイヤ孔内に金属材料を堆積させ、パッド材料全体に対して鈍化処理をし、かつフォトエッチングによりPADを処理することにより前記AlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードを製造するステップとを含む。

前記実施例において、前記アンテナモジュール(13)は、第一pinダイオードアンテナアーム(1301)、第二pinダイオードアンテナアーム(1302)、同軸フィーダー線、第一直流オフセットライン(1304)、第二直流オフセットライン(1305)、第三直流オフセットライン(1306)、第四直流オフセットライン(1307)、第五直流オフセットライン(1308)、第六直流オフセットライン(1309)、第七直流オフセットライン(1310)、第八直流オフセットライン(1311)を含み、 前記同軸フィーダー線(1303)の内線と外部導体はそれぞれ、前記第一直流オフセットライン(1304)と前記第二直流オフセットライン(1305)に溶接され、前記第一直流オフセットライン(1304)、前記第五直流オフセットライン(1308)、前記第三直流オフセットライン(1306)および前記第四直流オフセットライン(1307)は前記第一pinダイオードアンテナアーム(1301)の長手方向に沿って前記第一pinダイオードアンテナアーム(1301)にそれぞれ電気接続され、 前記第二直流オフセットライン(1305)、前記第六直流オフセットライン(1309)、前記第七直流オフセットライン(1310)および前記第八直流オフセットライン(1311)は前記第二pinダイオードアンテナアーム(1302)の長手方向に沿って前記第二pinダイオードアンテナアーム(1302)にそれぞれ電気接続される。

前記実施例において、前記pinダイオード組は複数個のpinダイオードを含み、前記pinダイオードは、P+区域(27)、N+区域(26)およびイントリンシック・リージョン(22)を含み、かつ第一金属接触区(23)と第二金属接触区(24)を更に含み、 前記第一金属接触区(23)の一端は前記P+区域(27)に電気接続され、他端は直流オフセットライン(1304、1305、1306、1307、1308、1309、1310、1311、15011、17011)または隣接する前記pinダイオードの前記第二金属接触区(24)に電気接続される。前記第二金属接触区(24)の一端は前記N+区域(26)に電気接続され、他端は直流オフセットライン(1304、1305、1306、1307、1308、1309、1310、1311、15011、17011)または隣接する前記pinダイオードの前記第一金属接触区(23)に電気接続される。

前記実施例において、前記ホログラフィックアンテナは少なくとも1個の第三ホログラフィック環状部(19)を更に含み、その第三ホログラフィック環状部は前記第二ホログラフィック環状部(17)の外側に位置しかつ半導体工程により前記半導体基板(11)上に製造される。

本発明に係るAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法により次の発明の効果を奏することができる。 (1)pinダイオードはゲルマニウム材料を用い、その材料は電荷キャリアの移動度が大きくかつ電荷キャリアの寿命が長い特性を有しているので、pinダイオードの固体プラズマの濃度を有効に向上させることができる。 (2)pinダイオードはヘテロ接合(heterojunction)構造を採用し、i区域はGeであることにより電荷キャリアの移動度は高くなり、バンドギャップ(Band gap)の幅は狭くなり、P、N区域に多結晶AlAsを注入することによりヘテロ接合構造を形成し、AlAs材料のバンドギャップはGeより広いことにより高い注入の比率を獲得し、部品の性能を向上させることができる。 (3)pinダイオードはヘテロ接合構造を採用し、i区域のGeとP、N区域の多結晶AlAsの格子不整合(lattice mismatch)の比率は低いことによりヘテロ接合構造の欠陥を低減し、部品の性能を向上させることができる。 (4)pinダイオードはエッチング槽内の媒体の隔離効果により部品のブレークダウン電圧を向上させ、漏出電流が部品の性能に影響を与えることを抑制することができる。

以下、図面により本発明の技術的事項と特徴をより詳細に理解することができる。注意されたいことは、下記図面は、本発明の目的を理解してもらうためのものであるが、本発明の範囲を定めるものでない。本発明の範囲は特許請求の範囲により定められる。特殊な説明がない場合、下記図面の比例によって図面をかく必要がない。下記図面は本発明の構造と流れを説明するのにすぎないものである。

以下、図面により本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。

本発明の実施例に係るリファクタリングが可能なホログラフィックアンテナの構造を示す図である。

本発明の実施例に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係るアンテナモジュールの構造を示す図である。

本発明の実施例に係る第一環状ユニットの構造を示す図である。

本発明の実施例に係る第二環状ユニットの構造を示す図である。

本発明の実施例に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの構造を示す図である。

本発明の実施例に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオード組の構造を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。

本発明の実施例に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの構造を示す図である。

本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能なホログラフィックアンテナの構造を示す図である。

本発明の前記目的、特徴および発明の効果をより詳細に理解してもらうため、以下、図面により本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。

本発明の実施例において、固体プラズマの形成に用いられるリファクタリングが可能なアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法およびその部品を提供する。前記AlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードは絶縁パッド上のゲルマニウム(Germanium−On−Insulator、GeOIと略称)により形成される横方向のpinダイオードであり、それに直流バイアスを印加するとき、直流電流はその表面に自由電荷キャリア(電子とホール)で構成された固体プラズマを形成し、前記プラズマは金属と類似している特性、すなわち電磁波を反射する特性を有しており、プラズマの反射特性は表面プラズマのマイクロ波の伝播特性、濃度およびその分布に緊密に係っている。

GeOI横方向固体プラズマpinダイオードプラズマのリファクタリングが可能なアンテナはGeOI横方向固体プラズマpinダイオードのアレイの配列により構成される。外部の制御手段によりアレイ中の所定の固体プラズマpinダイオードをオンさせることにより、前記アレイに動的な(dynamic)固体プラズマ配列を形成し、アンテナの機能を付与し、所定の電磁波の送信と受信をすることができる。かつ前記アンテナによりアレイ中の所定の固体プラズマpinダイオードをオンさせることにより、固体プラズマ配列の形状および分布を変化させ、アンテナのリファクタリングを実施することができる。それは国防通信とレーダー技術の分野において重要な応用の将来性を有している。

以下、本発明に係るGeOI基固体プラズマpinダイオードの製造工程をより詳細に説明する。図面において、説明の利便性を向上させるため各層と区域の厚さを増加させるか或いは減少させることができ、図面に示されるサイズは実際のサイズを示すものでない。

本発明の実施例に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を提供し、前記pinダイオードは前記ホログラフィックアンテナの製造に用いられる。図1を参照すると、図1は本発明の実施例に係るリファクタリングが可能なホログラフィックアンテナの構造を示す図である。前記ホログラフィックアンテナは、半導体基板(11)、アンテナモジュール(13)、第一ホログラフィック環状部(15)および第二ホログラフィック環状部(17)を含み、前記アンテナモジュール(13)、前記第一ホログラフィック環状部(15)および前記第二ホログラフィック環状部(17)はいずれも半導体製造工程により前記半導体基板(11)上に形成される。前記アンテナモジュール(13)、前記第一ホログラフィック環状部(15)および前記第二ホログラフィック環状部(17)はいずれも、直列に接続されるpinダイオード組を含む。

図2を参照すると、図2は本発明の実施例に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。前記製造方法は次のステップを含む。 (a)GeOIパッドを選択する。前記GeOIパッドの表面にSiO₂材料を形成することにより第一SiO₂層を形成し、前記第一SiO₂層上にSiN材料を形成することにより第一SiN層を形成し、前記第一SiO₂層と前記第一SiN層により前記GeOIパッドの表面上に第一保護層が形成される。

前記ステップにおいて、GeOIパッドを採用する原因は固体プラズマアンテナに良好なマイクロ波の特性に付与する必要があるからである。固体プラズマpinダイオードはその要求を満たすため、良好な隔離特性と電荷キャリアすなわち固体プラズマの限定能力を具備する必要がある。GeOIパッドはGeOIパッドと隔離槽によりpin隔離区域を容易に形成し、二酸化ケイ素(SiO₂)は電荷キャリアすなわち固体プラズマを上層Ge中に集中させることができるので、GeOIを固体プラズマpinダイオードプラズマのパッドとして用いることが好ましい。ゲルマニウム材料の電荷キャリアの移動度(mobility)が大きいので、I区域内に濃度が高いプラズマを形成し、部品の性能を向上させることができる。

本実施例の方法において第一保護層を形成することにより次の発明の効果を奏することができる。二酸化ケイ素(SiO₂)のルーズ(loose)特性により窒化ケイ素(SiN)の応力を除去し、その応力が上層Geに伝達されることを防止し、上層Geの性能の安定性を確保することができる。乾式エッチングをするとき窒化ケイ素(SiN)とGeの選択比が高いので、乾式エッチングをするとき窒化ケイ素(SiN)をマスクとして用いることにより工程を容易にすることができる。注意されたいことは、本発明において保護層の層数と保護層の材料を限定せず、保護層を形成できるものであればいずれでもよい。

(b)フォトエッチング工程により前記第一保護層上に第一隔離区域パタンを形成する。 (c)乾式エッチング工程により前記第一隔離区域パタンの所定の区域の前記第一保護層と前記GeOIパッドをエッチングすることにより隔離槽を形成し、前記隔離槽の深さは前記GeOIパッドの上層Geの厚さより大きいか或いは等しい。 前記隔離槽の深さは上層Geの厚さより大きいか或いは等しいことにより、次の槽中の二酸化ケイ素(SiO₂)とGeOIパッドの酸化層の接続を確保し、完全な絶縁隔離を形成することができる。 (d)前記隔離槽を充填することにより隔離区域を形成する。 (e)前記GeOIパッドをエッチングすることによりP型チェンネルとN型チェンネルを形成する。 (f)前記P型チェンネルと前記N型チェンネルにAlAs材料を堆積させ、前記P型チェンネルと前記N型チェンネル内のAlAs材料にイオンを注入することによりP型アクティブリージョン(Active region)とN型アクティブリージョンを形成する。 (g)前記P型アクティブリージョンと前記N型アクティブリージョンの表面にリードワイヤ(lead wire)を形成することにより前記AlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造を実施する。

前記実施例における、ステップ(e)は、 (e1)前記GeOIパッドの表面に第二保護層を形成するステップと、 (e2)フォトエッチング工程により前記第二保護層上に第二隔離区域パタンを形成するステップと、 (e3)乾式エッチング工程により前記第二隔離区域パタンの所定の区域において前記第二保護層と前記GeOIパッドの上層Ge層をエッチングすることにより前記上層Ge層内に前記P型チェンネルと前記N型チェンネルを形成するステップとを含む。

P型チェンネルとN型チェンネルの深さは第二保護層の厚さより大きいか或いは第二保護層とGeOIパッドの上層Geの厚さの合計より小さい。好ましくは、前記P型チェンネルとN型チェンネルの底部からGeOIパッドの上層Geの底部までの距離は0.5マイクロメートル〜30マイクロメートルであり、深いチェンネルを形成することにより、P型アクティブリージョンとN型アクティブリージョンを形成するとき不純物が均等に配列され、かつドーピング濃度が高いPおよびN区域とPiおよびNiジャンクションを形成し、かつi区域のプラズマの濃度を向上させることができる。

前記実施例において、前記第二保護層は第二SiO₂層と第二SiN層を含み、前記ステップ(e1)は、 (e11)前記GeOIパッドの表面にSiO₂材料を形成することにより第二SiO₂層を形成するステップと、 (e12)前記第二SiO₂層の表面にSiN材料を形成することにより第二SiN層を形成するステップとを含む。

第二保護層の利点は第一保護層の役割と類似しているので、ここでは再び説明しない。

前記実施例に係る方法は、前記ステップ(f)を実施する前に実施されるステップ、すなわち (x1)前記P型チェンネルと前記N型チェンネルを酸化させることにより前記P型チェンネルと前記N型チェンネルの内壁に酸化層を形成するステップと、 (x2)湿式エッチング工程により前記P型チェンネルと前記N型チェンネルの内壁の酸化層をエッチングすることにより前記P型チェンネルと前記N型チェンネルの内壁の平坦化を実施するステップとを更に含む。そのステップ(x2)を実施する場合、チェンネルの内壁に形成された突起により電場集中区域が形成され、PiおよびNiジャンクションがブレークダウン(breakdown)されることを防止することができる。

前記実施例における、ステップ(f)は、 (f1)MOCVD工程により前記P型チェンネル、前記N型チェンネルおよびパッド表面全面にAlAs材料を堆積させるステップと、 (f2)CMP工程によりGeOIパッドの平坦化を実施した後、GeOIパッド上にAlAs層を形成するステップと、 (f3)フォトエッチング工程によりAlAs層をエッチングし、ゴム粒子を注入する方法により前記P型チェンネルと前記N型チェンネルが位置している個所にP型不純物とN型不純物を注入することにより前記P型アクティブリージョンと前記N型アクティブリージョンを形成するとともにP型接触区とN型接触区を形成するステップと、 (f4)フォトエッチングでマスクを除去するステップと、 (f5)湿式エッチングによりP型接触区とN型接触区以外のAlAs材料を除去するステップとを含む。

前記実施例に係る方法は、前記ステップ(f)を実施した後に実施されるステップ、すなわち (y1)パッド表面全面にSiO₂材料を形成するステップと、 (y2)アニーリング(annealing)工程により前記P型アクティブリージョンと前記N型アクティブリージョン中の不純物をアクティベーション(activation)させるステップとを更に含む。

前記実施例における、ステップ(g)は、 (g1)異方性(anisotropy)エッチング工程により前記P型接触区と前記N型接触区の表面の所定の位置のSiO₂材料をエッチングすることによりリードワイヤ孔を形成するステップと、 (g2)前記リードワイヤ孔内に金属材料を堆積させ、パッド材料全体に対して鈍化処理をし、かつフォトエッチングによりPADを処理することにより前記AlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードを製造するステップとを含む。

前記実施例を基づいて図3を参照する。図3は本発明の実施例に係るアンテナモジュールの構造を示す図である。前記アンテナモジュール(13)は、第一pinダイオードアンテナアーム(1301)、第二pinダイオードアンテナアーム(1302)、同軸フィーダー線(1303)、第一直流オフセットライン(offset line、1304)、第二直流オフセットライン(1305)、第三直流オフセットライン(1306)、第四直流オフセットライン(1307)、第五直流オフセットライン(1308)、第六直流オフセットライン(1309)、第七直流オフセットライン(1310)、第八直流オフセットライン(1311)を含む。

前記同軸フィーダー線(1303)の内線と外部導体はそれぞれ、前記第一直流オフセットライン(1304)と前記第二直流オフセットライン(1305)に溶接される。前記第一直流オフセットライン(1304)、前記第五直流オフセットライン(1308)、前記第三直流オフセットライン(1306)および前記第四直流オフセットライン(1307)は前記第一pinダイオードアンテナアーム(1301)の長手方向に沿って前記第一pinダイオードアンテナアーム(1301)にそれぞれ電気接続される。

前記第二直流オフセットライン(1305)、前記第六直流オフセットライン(1309)、前記第七直流オフセットライン(1310)および前記第八直流オフセットライン(1311)は前記第二pinダイオードアンテナアーム(1302)の長手方向に沿って前記第二pinダイオードアンテナアーム(1302)にそれぞれ電気接続される。

好ましくは、前記第一pinダイオードアンテナアーム(1301)は、直列に接続される第一pinダイオード組(w1)、第二pinダイオード組(w2)および第三pinダイオード組(w3)を含み、前記第二pinダイオードアンテナアーム(1302)は、直列に接続される第四pinダイオード組(w4)、第五pinダイオード組(w5)および第六pinダイオード組(w6)を含み、前記第一pinダイオード組(w1)と前記第六pinダイオード組(w6)、前記第二pinダイオード組(w2)と前記第五pinダイオード組(w5)、前記第三pinダイオード組(w3)と前記第四pinダイオード組(w4)は、同等の数量のpinダイオードをそれぞれ含む。

図4を参照すると、図4は本発明の実施例に係る第一環状ユニットの構造を示す図である。前記第一環状ユニット(15)は環状に均等に配列されている複数個の第一環状ユニット(1501)を含み、前記第一環状ユニット(1501)は第九直流オフセットライン(15011)と第七pinダイオード組(w7)を含み、前記第九直流オフセットライン(15011)は前記第七pinダイオード組(w7)の両端に電気接続される。

図5を参照すると、図5は本発明の実施例に係る第二環状ユニットの構造を示す図である。前記第二環状ユニット(17)は環状に均等に配列されている複数個の第二環状ユニット(1701)を含み、前記第二環状ユニット(1701)は第十直流オフセットライン(17011)と第八pinダイオード組(w8)を含み、前記第十直流オフセットライン(17011)は前記第八pinダイオード組(w8)の両端に電気接続される。

前記実施例において、前記pinダイオード組は複数個のpinダイオードを含み、それは図6と図7を参照することができる。図6は本発明の実施例に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの構造を示す図である。図7は本発明の実施例に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオード組の構造を示す図である。図6に示すとおり、前記pinダイオードは、P+区域(27)、N+区域(26)およびイントリンシック・リージョン(intrinsic region、22)を含み、かつ第一金属接触区(23)と第二金属接触区(24)を更に含む。

前記第一金属接触区(23)の一端は前記P+区域(27)に電気接続され、他端は直流オフセットライン(1304、1305、1306、1307、1308、1309、1310、1311、15011、17011)または隣接する前記pinダイオードの前記第二金属接触区(24)に電気接続される。前記第二金属接触区(24)の一端は前記N+区域(26)に電気接続され、他端は直流オフセットライン(1304、1305、1306、1307、1308、1309、1310、1311、15011、17011)または隣接する前記pinダイオードの前記第一金属接触区(23)に電気接続される。

前記実施例に基づいて図10を参照し、10は本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能なホログラフィックアンテナの構造を示す図である。前記ホログラフィックアンテナは少なくとも1個の第三ホログラフィック環状部(19)を更に含み、その第三ホログラフィック環状部(19)は前記第二ホログラフィック環状部(17)の外側に位置しかつ半導体工程により前記半導体基板(11)上に製造される。

本発明に係るAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法により次の発明の効果を奏することができる。 (1)pinダイオードはゲルマニウム材料を用い、その材料は電荷キャリアの移動度が大きくかつ電荷キャリアの寿命が長い特性を有しているので、pinダイオードの固体プラズマの濃度を有効に向上させることができる。 (2)pinダイオードはヘテロ接合(heterojunction)構造を採用し、i区域はGeであることにより電荷キャリアの移動度は高くなり、バンドギャップ(Band gap)の幅は狭くなり、P、N区域に多結晶AlAsを注入することによりヘテロ接合構造を形成し、AlAs材料のバンドギャップはGeより広いことにより高い注入の比率を獲得し、部品の性能を向上させることができる。 (3)pinダイオードはヘテロ接合構造を採用し、i区域のGeとP、N区域の多結晶AlAsの格子不整合(lattice mismatch)の比率は低いことによりヘテロ接合構造の欠陥を低減し、部品の性能を向上させることができる。 (4)pinダイオードはエッチング槽内の媒体の隔離効果により部品のブレークダウン電圧を向上させ、漏出電流が部品の性能に影響を与えることを抑制することができる。

図8a〜図8rを参照すると、図8a〜図8rは本発明の実施例に係る他の多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法を示す図である。前記実施例によりチェンネルの長さが22nmである(固体プラズマ区域の長さは100マイクロメートルである)AlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードを製造することを例として説明する。その製造方法は次のステップを含む。 ステップ1はパッド材料を製造するステップである。 (1a)図8aに示すとおり、(100)結晶方向を選択し、ドーピングタイプはP型であり、ドーピング濃度が10¹⁴cm⁻³であるGeOIパッド101であり、上層Geの厚さは50μmである。 (1b)図8bに示すとおり、化学気相成長(chemical vapor deposition、CVD)方法によりGeOIパッド上に厚さが40μmである第一SiO₂層201を堆積させる。 (1c)化学気相成長方法によりパッド上に厚さが2μmである第一Si₃N₄/SiN層202を堆積させる。

ステップ2は隔離を製造するステップである。 (2a)図8cに示すとおり、エッチング工程により前記保護層上に隔離区域を形成し、湿式エッチングにより前記隔離区域の第一Si₃N₄/S_iN層202をエッチングすることにより隔離区域パタンを形成し、乾式エッチングにより隔離区域に幅が5μmでありかつ深さが50μmである深い隔離槽301を形成する。 (2b)図8dに示すとおり、CVD方法でSiO₂401を堆積させることにより深い隔離槽301を充填する。 (2c)図8eに示すとおり、化学機械研磨(chemical mechanical polishing、CMP)方法により表面上の第一Si₃N₄/SiN層202と第一SiO₂層201を除去することによりGeOIパッドの平坦化を実施する。

ステップ3はP、N区域の深い槽を形成するステップである。 (3a)図8fに示すとおり、CVD方法によりパッド上に二層の材料を堆積させ、第一層は厚さが300nmである第二SiO₂層601であり、第二層は厚さが500nmである第二Si₃N₄/SiN層602である。 (3b)図8gに示すとおり、P、N区域の深い槽をエッチングし、湿式エッチングによりP、N区域の第二Si₃N₄/SiN層602と第二SiO₂層601をエッチングすることによりP、N区域のパタンを形成し、乾式エッチングによりP、N区域に幅が4μmでありかつ深さが5μmである深い槽701を形成し、P、N区域の槽の長さはいろいろなアンテナの状況により決められる。 (3c)図8hに示すとおり、850℃下において高温処理を10分間実施することにより酸化槽の内壁に酸化層801を形成し、それによりP、N区域の槽内の平坦化を実施する。 (3d)図8iに示すとおり、湿式エッチング工程によりP、N区域の槽内の酸化層801を除去する。

ステップ4はP、N接触区域を形成するステップである。 (4a)図8jに示すとおり、有機金属気相成長法(metal organic chemical vapor deposition、MOCVD)によりP、N区域の槽内に多結晶AlAs1001を堆積させることによりチャンネルを充填する。 (4b)図8kに示すとおり、CMPにより表面の多結晶AlAs1001と第二Si₃N₄/SiN層602を除去することにより表面の平坦化を実施する。 (4c)図8lに示すとおり、CVD方法により表面に多結晶AlAs1201を堆積させ、その厚さは200〜500nmである。 (4d)図8mに示すとおり、フォトエッチングによりP区域のアクティブリージョンをエッチングし、ゴム粒子を注入する方法によりp+注入をすることによりP区域のアクティブリージョンのドーピング濃度を0.5×10²⁰cm⁻³にし、フォトエッチングでマスクを除去することによりP接触区1301を形成する。 (4e)フォトエッチングによりN区域のアクティブリージョンをエッチングし、ゴム粒子を注入する方法によりn+注入をすることによりN区域のアクティブリージョンのドーピング濃度を0.5×10²⁰cm⁻³にし、フォトエッチングでマスクを除去することによりN接触区1302を形成する。 (4f)図8nに示すとおり、湿式エッチングによりP、N接触区以外の多結晶AlAs11201をエッチングすることによりP、N接触区を形成する。 (4g)図8oに示すとおり、CVD方法により表面にSiO₂1501を形成し、その厚さは800nmである。 (4h)1000℃下においてアニーリングを1分間実施することによりイオンによって注入される不純物をアクティベーションさせ、多結晶AlAs中の不純物を移動させる。

ステップ5はPINダイオードを構成するステップである。 (5a)図8pに示すとおり、フォトエッチングによりP、N接触区にリードワイヤ孔1601を形成する。 (5b)図8qに示すとおり、パッドの表面に金属をスパッタ(spatter)し、750℃により合金で金属シリサイド1701を形成し、表面の金属をエッチングする。 (5c)パッドの表面に金属をスパッタし、リードワイヤをエッチングする。 (5d)図8rに示すとおり、Si₃N₄/SiNを堆積させることにより鈍化層1801を形成し、フォトエッチングによりPADをエッチングすることによりPINダイオードを形成し、そのダイオードを固体プラズマアンテナの製造材料として用いる。

前記実施例に説明してきた前記各工程のパラメーターは本発明の例示にすぎないものであるため、本技術分野の技術者は常用の技術により前記パラメーターを適当に変化させることができ、そのような変化があっても本発明に含まれることはもちろんである。

本発明において製造した固体プラズマのリファクタリングが可能なアンテナに用いられるpinダイオードにより次の発明の効果を奏することができる。まず、ゲルマニウム材料を用い、その材料は電荷キャリアの移動度が大きくかつ電荷キャリアの寿命が長い特性を有しているので、pinダイオードの固体プラズマの濃度を有効に向上させることができる。次に、ゲルマニウム材料はその酸化物GeOの熱安定性がよくない特性を有しているので、高温環境によりP区域とN区域の槽の側壁の平坦化を自動に実施することができるので、材料の製造を簡単にすることができる。最後に、本発明において製造した固体プラズマのリファクタリングが可能なアンテナに用いられるGeOI基pinダイオードはエッチング槽内の媒体の隔離手段を採用することにより、部品のブレークダウン電圧を向上させ、漏出電流が部品の性能に影響を与えることを抑制することができる。

図9を参照すると、図9は本発明の実施例に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの構造を示す図である。前記AlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードは図2に示される製造方法により製造される。具体的に、前記AlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードはGeOIパッド301上に形成され、かつpinダイオードのP区域304と、N区域305と、前記P区域304とN区域305との間に横方向に位置しているI区域とはいずれも、前記GeOIパッドの上層Ge層302内に位置している。前記pinダイオードはSTI槽により隔離される。すなわち前記P区域304と前記N区域305の外側には隔離槽303が1つずつ設けられ、前記隔離槽303の深さは前記上層Ge層302の深さより大きいか或いは等しい。

以上、具体的な例を挙げることにより本発明の原理および実施方法を詳細に説明してきたが、前記実施例は本発明の方法および重要な要旨を説明する例示にしか過ぎないものである。この技術分野の技術者は発明の要旨により本発明の応用範囲を自由に変更することができ、そのような変更等があっても本発明に含まれることは勿論である。すなわち本発明は下記実施例の構成にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲が定めた範囲を基準とする。

本発明に係る多層ホログラフィックアンテナ中のAlAs−Ge−AlAs構造の基プラズマpinダイオードの製造方法により次の発明の効果を奏することができる。 (1)pinダイオードはゲルマニウム材料を用い、その材料は電荷キャリアの移動度が大きくかつ電荷キャリアの寿命が長い特性を有しているので、pinダイオードの固体プラズマの濃度を有効に向上させることができる。 (2)pinダイオードはヘテロ接合構造を採用し、i区域はGeであることにより電荷キャリアの移動度は高くなり、バンドギャップ(Band gap)の幅は狭くなり、P、N区域に多結晶AlAsを注入することによりヘテロ接合構造を形成し、AlAs材料のバンドギャップはGeより広いことにより高い注入の比率を獲得し、部品の性能を向上させることができる。 (3)pinダイオードはヘテロ接合構造を採用し、i区域のGeとP、N区域の多結晶AlAsの格子不整合(lattice mismatch)の比率は低いことによりヘテロ接合構造の欠陥を低減し、部品の性能を向上させることができる。 (4)pinダイオードはエッチング槽内の媒体の隔離効果により部品のブレークダウン電圧を向上させ、漏出電流が部品の性能に影響を与えることを抑制することができる。