(57)【要約】本発明はリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の製造方法に関するものである。前記製造方法は、（ａ）ＳＯＩパッドを選択するステップと、（ｂ）ＳＯＩパッドをエッチングすることにより台状アクティブリージョンを形成するステップと、（ｃ）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの周囲にＰ型Ｓｉ材料とＮ型材料を堆積させることによりＰ区域とＮ区域を形成するステップと、（ｄ）ＣＶＤ工程により前記台状アクティブリージョンの周囲に前記多結晶Ｓｉ材料を堆積させるステップと、（ｅ）前記多結晶Ｓｉ材料の表面にリードワイヤを形成しかつＰＡＤをエッチングすることにより前記ＰＩＮダイオードを形成するステップと、を含む。本発明の実施例において原位置ドーピング工程により固体状態プラズマアンテナの製造に適用されかつ台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組を製造する。【選択図】図２
2020503683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の製造方法であって、前記ＰＩＮダイオードはリファクタリングが可能な環状アンテナの製造に用いられ、前記環状アンテナは、半導体基板、媒体基板、第一ＰＩＮダイオードリング、第二ＰＩＮダイオードリング、第一直流オフセットライン、第二直流オフセットラインおよびカップリングフィードを含み、前記第一ＰＩＮダイオードリング、第二ＰＩＮダイオードリング、第一直流オフセットラインおよび第二直流オフセットラインはいずれも前記半導体基板上に取り付けられ、前記カップリングフィードは前記媒体基板上に取り付けられ、
その製造方法は、
（ａ）ＳＯＩパッドを選択するステップと、
（ｂ）ＳＯＩパッドをエッチングすることにより台状アクティブリージョンを形成するステップと、
（ｃ）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの周囲にＰ型Ｓｉ材料とＮ型材料を堆積させることによりＰ区域とＮ区域を形成するステップと、
（ｄ）ＣＶＤ工程により前記台状アクティブリージョンの周囲に前記多結晶Ｓｉ材料を堆積させるステップと、
（ｅ）ＣＶＤ工程によりパッド表面全面に第四保護層を形成するステップと、
（ｆ）アニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程により前記Ｐ区域と前記Ｎ区域中の不純物をアクティベーション（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）させるステップと、
（ｇ）前記多結晶Ｓｉ材料の表面にリードワイヤを形成しかつＰＡＤをエッチングすることにより前記ＰＩＮダイオード組を形成するステップと、を含むことを特徴とするリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の製造方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）ＣＶＤ工程により前記ＳＯＩパッドの表面に第一保護層を形成するステップと、
（ｂ２）第一マスクを採用し、フォトエッチングにより前記第一保護層上にアクティブリージョンのパタンを形成するステップと、
（ｂ３）乾式エッチング工程により前記アクティブリージョンのパタンの所定の位置の周囲において前記第一保護層と前記ＳＩＯパッドの上層Ｓｉ層をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンを形成するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記製造方法は、前記ステップ（ｂ）が実施される後に実施するステップ、すなわち
（ｘ１）酸化工程により前記台状アクティブリージョンの側壁を酸化させることにより前記台状アクティブリージョンの側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酸化層をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの側壁の平坦化を実施するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｃ）は、
（ｃ１）前記パッドの表面に第二保護層を堆積させるステップと、
（ｃ２）第二マスクを採用し、フォトエッチングにより前記第二保護層上にＰ区域のパタンを形成するステップと、
（ｃ３）湿式エッチング工程によりＰ区域のパタン上の前記第二保護層を除去するステップと、
（ｃ４）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＰ型Ｓｉ材料を堆積させることにより前記Ｐ区域を形成するステップと、
（ｃ５）パッド表面全面に第三保護層を堆積させるステップと、
（ｃ６）第三マスクを採用し、フォトエッチングにより前記第三保護層上にＮ区域のパタンを形成するステップと、
（ｃ７）湿式エッチング工程によりＮ区域のパタン上の前記第三保護層を除去するステップと、
（ｃ８）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＮ型Ｓｉ材料を堆積させることによりＮ区域を形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｃ４）は、
（ｃ４１）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＰ型Ｓｉ材料を堆積させるステップと、
（ｃ４２）第四マスクを採用し、乾式エッチングにより前記Ｐ型Ｓｉ材料をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの側壁に前記Ｐ区域を形成するステップと、
（ｃ４３）所定の部位をエッチングする方法によりパッド表面全面の前記第二保護層を除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｃ８）は、
（ｃ８１）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＮ型Ｓｉ材料を堆積させるステップと、
（ｃ８２）第五マスクを採用し、乾式エッチングにより前記Ｎ型Ｓｉ材料をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの側壁に前記Ｎ区域を形成するステップと、
（ｃ８３）所定の部位をエッチングする方法によりパッド表面全面の前記第三保護層を除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｇ）は、
（ｇ１）第六マスクを採用し、かつフォトエッチングにより前記第四保護層の表面にリードワイヤ孔のパタンを形成するステップと、
（ｇ２）異方性エッチング工程により前記第四保護層をエッチングし、一部分の前記多結晶ＳｉＯ２材料を露出させることにより前記リードワイヤ孔を形成するステップと、
（ｇ３）前記リードワイヤ孔に金属材料をスパッタすることにより金属シリサイドを形成するステップと、
（ｇ４）鈍化処理をするとともにＰＡＤをエッチングすることにより前記ＰＩＮダイオード組を形成するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
前記第一ＰＩＮダイオードリングは第一プラズマＰＩＮダイオードリングを含み、前記第二ＰＩＮダイオードリングは第二プラズマＰＩＮダイオードリング組を含み、前記第一プラズマＰＩＮダイオードリングと前記第二プラズマＰＩＮダイオードリングの円周の長さはそれが受信する信号の電磁波の波長と等しいことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項９】
前記第一プラズマＰＩＮダイオードリング組と前記第二プラズマＰＩＮダイオードリング組の両端には第一直流オフセットラインと第二直流オフセットラインが取り付けられ、前記第一直流オフセットラインと前記第二直流オフセットラインは多結晶ケイ素のドーピングにより前記半導体基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記カップリングフィードは前記媒体基板上に形成され、かつカップリングフィードの上表面は金属マイクロストリップシールであり、下表面は金属接地部であり、前記金属マイクロストリップシールは、メインマイナーマターズ（ｍｉｎｏｒ  ｍａｔｔｅｒｓ）、第一サブマイナーマターズおよび第二サブマイナーマターズを含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の製造の技術分野に属し、特に、リファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属アンテナは、重量と体積が大きく、設計と製造の利便性がよくなく、リファクタリングと適用性がよくない欠点を有しているので、レーダと通信システムの発展と性能の引き上げに影響を与えるおそれがある。近年、アンテナのワイドバンド、小型化、リファクタリングと重複性に関する課題は人々の注目を集めている。
【０００３】
そのような背景下において研究者たちは新型アンテナ、すなわちプラズマアンテナを発明し、そのアンテナはプラズマを電磁波の伝播媒体として用いるＲＦアンテナである。プラズマアンテナは、プラズマの密度を変化させることにより瞬時リファクタリングを変化させ、大きい動的な範囲を有している。かつプラズマのレゾナンス、抵抗および密度等を変化させることによりアンテナの周波数、ビーム幅（Ｂｅａｍ  ｗｉｄｔｈ）、パワー、増益および方向性動的パラメーターを調節することができる。プラズマアンテナがアクティベーション（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）されていない状態においてレーダの散乱断面積（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｃｒｏｓｓ  ｓｅｃｔｉｏｎ）を考慮しなくてもよく、アンテナは情報を送信するか或いは受信する時のみアクティベーションされるので、アンテナの隠蔽性を向上させることができる。その特性によりプラズマアンテナをいろいろな偵察、早期警戒、対抗レーダ、衛星、車またはミサイルのアンテナ、マイクロウェーブ・イメージング・アンテナ、信号対雑音比（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が高いマイクロウェーブ・アンテナ等の分野に用いることができるので、国内外の研究者たちの注目を集め、アンテナの研究分野のホットスポットになっている。
【０００４】
現在、気体状態プラズマアンテナを多く研究しているが、固体状態プラズマアンテナに関する研究はほとんど行われていない。固体状態プラズマは通常、半導体部品中に存在しており、気体状態プラズマのように媒体により気体状態プラズマを収納させる必要がないので、安定性と安定性がよいという利点を有している。理論の研究によると、ＰＩＮダイオード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）で構成された固体状態プラズマを形成し、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、その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。
【０００５】
したがって、適当なＰＩＮダイオードを製造することはリファクタリングが可能な環状アンテナを製造する分野の重要な課題になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術的欠点と不足を解決するため、本発明においてリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
具体的に、本発明の実施例においてリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の製造方法を提供する。前記ＰＩＮダイオードはリファクタリングが可能な環状アンテナの製造に用いられ、前記環状アンテナは、半導体基板（１）、媒体基板（２）、第一ＰＩＮダイオードリング（３）、第二ＰＩＮダイオードリング（４）、第一直流オフセットライン（５）、第二直流オフセットライン（６）およびカップリングフィード（７）を含み、前記第一ＰＩＮダイオードリング（３）、第二ＰＩＮダイオードリング（４）、第一直流オフセットライン（５）および第二直流オフセットライン（６）はいずれも前記半導体基板（１）上に取り付けられ、前記カップリングフィード（７）は前記媒体基板（２）上に取り付けられ、
その製造方法は、
（ａ）ＳＯＩパッドを選択するステップと、
（ｂ）ＳＯＩパッドをエッチングすることにより台状アクティブリージョンを形成するステップと、
（ｃ）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの周囲にＰ型Ｓｉ材料とＮ型材料を堆積させることによりＰ区域とＮ区域を形成するステップと、
（ｄ）ＣＶＤ工程により前記台状アクティブリージョンの周囲に前記多結晶Ｓｉ材料を堆積させるステップと、
（ｅ）ＣＶＤ工程によりパッド表面全面に第四保護層を形成するステップと、
（ｆ）アニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程により前記Ｐ区域と前記Ｎ区域中の不純物をアクティベーション（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）させるステップと、
（ｇ）前記多結晶Ｓｉ材料の表面にリードワイヤを形成しかつＰＡＤをエッチングすることにより前記ＰＩＮダイオード組を形成するステップとを含む。
【０００８】
本発明の実施例において、前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）ＣＶＤ工程により前記ＳＯＩパッドの表面に第一保護層を形成するステップと、
（ｂ２）第一マスクを採用し、フォトエッチングにより前記第一保護層上にアクティブリージョンのパタンを形成するステップと、
（ｂ３）乾式エッチング工程により前記アクティブリージョンのパタンの所定の位置の周囲において前記第一保護層と前記ＳＩＯパッドの上層Ｓｉ層をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンを形成するステップとを含む。
【０００９】
本発明の実施例に係る前記製造方法は、前記ステップ（ｂ）が実施される後に実施するステップ、すなわち
（ｘ１）酸化工程により前記台状アクティブリージョンの側壁を酸化させることにより前記台状アクティブリージョンの側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酸化層をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの側壁の平坦化を実施するステップとを更に含む。
【００１０】
本発明の実施例において、前記ステップ（ｃ）は、
（ｃ１）前記パッドの表面に第二保護層を堆積させるステップと、
（ｃ２）第二マスクを採用し、フォトエッチングにより前記第二保護層上にＰ区域のパタンを形成するステップと、
（ｃ３）湿式エッチング工程によりＰ区域のパタン上の前記第二保護層を除去するステップと、
（ｃ４）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＰ型Ｓｉ材料を堆積させることにより前記Ｐ区域を形成するステップと、
（ｃ５）パッド表面全面に第三保護層を堆積させるステップと、
（ｃ６）第三マスクを採用し、フォトエッチングにより前記第三保護層上にＮ区域のパタンを形成するステップと、
（ｃ７）湿式エッチング工程によりＮ区域のパタン上の前記第三保護層を除去するステップと、
（ｃ８）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＮ型Ｓｉ材料を堆積させることによりＮ区域を形成するステップとを含む。
【００１１】
本発明の実施例において、前記ステップ（ｃ４）は、
（ｃ４１）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＰ型Ｓｉ材料を堆積させるステップと、
（ｃ４２）第四マスクを採用し、乾式エッチングにより前記Ｐ型Ｓｉ材料をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの側壁に前記Ｐ区域を形成するステップと、
（ｃ４３）所定の部位をエッチングする方法によりパッド表面全面の前記第二保護層を除去するステップとを含む。
【００１２】
本発明の実施例において、前記ステップ（ｃ８）は、
（ｃ８１）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＮ型Ｓｉ材料を堆積させるステップと、
（ｃ８２）第五マスクを採用し、乾式エッチングにより前記Ｎ型Ｓｉ材料をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの側壁に前記Ｎ区域を形成するステップと、
（ｃ８３）所定の部位をエッチングする方法によりパッド表面全面の前記第三保護層を除去するステップとを含む。
【００１３】
本発明の実施例において、前記ステップ（ｇ）は、
（ｇ１）第六マスクを採用し、かつフォトエッチングにより前記第四保護層の表面にリードワイヤ孔のパタンを形成するステップと、
（ｇ２）異方性エッチング工程により前記第四保護層をエッチングし、一部分の前記多結晶ＳｉＯ２材料を露出させることにより前記リードワイヤ孔を形成するステップと、
（ｇ３）前記リードワイヤ孔に金属材料をスパッタすることにより金属シリサイドを形成するステップと、
（ｇ４）鈍化処理をするとともにＰＡＤをエッチングすることにより前記ＰＩＮダイオード組を形成するステップとを含む。
【００１４】
本発明の実施例において、前記第一ＰＩＮダイオードリング（３）は第一プラズマＰＩＮダイオードリング（８）を含み、前記第二ＰＩＮダイオードリング（４）は第二プラズマＰＩＮダイオードリング組（９）を含み、前記第一プラズマＰＩＮダイオードリング（３）と前記第二プラズマＰＩＮダイオードリング（４）の円周の長さはそれが受信する信号の電磁波の波長と等しい。
【００１５】
本発明の実施例において、前記第一プラズマＰＩＮダイオードリング組（８）と前記第二プラズマＰＩＮダイオードリング組（９）の両端には第一直流オフセットライン（５）と第二直流オフセットライン（６）が取り付けられ、前記第一直流オフセットライン（５）と前記第二直流オフセットライン（６）は多結晶ケイ素のドーピングにより前記半導体基板（１）上に形成される。
【００１６】
本発明の実施例において、前記カップリングフィード（７）は前記媒体基板（２）上に形成され、かつカップリングフィードの上表面は金属マイクロストリップシール（１０）であり、下表面は金属接地部（１１）であり、前記金属マイクロストリップシール（１０）は、メインマイナーマターズ（１２、ｍｉｎｏｒ  ｍａｔｔｅｒｓ）、第一サブマイナーマターズ（１３）および第二サブマイナーマターズ（１４）を含む。
【発明の効果】
【００１７】
以上のとおり、本発明の実施例において、原位置ドーピング工程を採用することによりイオン注入方法による悪い影響を避け、かつ気体の流量を制御することにより材料のドーピング濃度を制御し、険しいドーピング界面を容易に獲得し、かつよい部品の性能を獲得することができる。前記ＰＩＮダイオードのプラズマのリファクタリングが可能なアンテナはＳＯＩ基ＰＩＮダイオードがマトリックスに配列されることにより形成され、外部からの制御によりマトリックス中の所定のＰＩＮダイオードをオンさせることにより動的な固定プラズマの形状を形成し、アンテナの機能を付与し、特定の電磁波を送信受信する機能を獲得することができる。また、前記アンテナはマトリックス中の所定のＰＩＮダイオードをオンさせることにより固定プラズマの形状および配列を変化させ、アンテナのリファクタリングを実施することができるので、国防分野の通信とレーザーに応用することができる。
【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
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。
【図１】本発明の実施例に係るリファクタリングが可能な環状アンテナの構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係るリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の製造方法を示す流れ図である。
【図３】本発明の実施例に係るリファクタリングが可能な環状アンテナの半導体基板の構造を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る環状アンテナの媒体基板の構造を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係るリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの構造を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係るリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の構造を示す図である。
【図７ａ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｂ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｃ−１】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｃ−２】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｄ−１】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｄ−２】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｅ−１】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｅ−２】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｆ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｇ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｈ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｉ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｊ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｋ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｌ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｍ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｎ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｏ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｐ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｑ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｒ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図７ｓ】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。
【図８】本発明の実施例に係る他のリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの部品の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
本発明においてリファクタリングが可能な環状アンテナに用いられる台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を提供する。前記ＰＩＮダイオードは絶縁パッド上のケイ素（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ、ＳＯＩ）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）で構成された固体状態プラズマを形成し、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、その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。
【００２２】
以下、本発明に係るリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の製造方法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。
【００２３】
図２を参照すると、図２は本発明の実施例に係るリファクタリングが可能な環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオード組の製造方法を示す流れ図である。前記方法によりＳＯＩによる横方向のＰＩＮダイオードを製造し、前記台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードによりリファクタリングが可能な環状アンテナを製造することができる。その方法は次のステップを含む。
（ａ）ＳＯＩパッドを選択する。
前記ステップ（ａ）において、ＳＯＩパッドを採用する原因は固体状態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。ＰＩＮダイオードはその要求を満たすため、良好な電荷キャリアすなわち固体状態プラズマの限定能力を具備する必要がある。二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）は電荷キャリアすなわち固体状態プラズマを上層ケイ素中に集中させることができるので、ＳＯＩを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。
【００２４】
（ｂ）ＳＯＩパッドをエッチングすることにより台状アクティブリージョンを形成する。
（ｃ）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの周囲にＰ型Ｓｉ材料とＮ型材料を堆積させることによりＰ区域とＮ区域を形成する。
（ｄ）ＣＶＤ工程により前記台状アクティブリージョンの周囲に多結晶Ｓｉ材料を堆積させる。
（ｅ）ＣＶＤ工程によりパッド表面全面に第四保護層を形成する。
（ｆ）アニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程により前記Ｐ区域と前記Ｎ区域中の不純物をアクティベーション（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）させる。
（ｇ）前記多結晶Ｓｉ材料の表面にリードワイヤを形成しかつＰＡＤをエッチングすることにより前記ＰＩＮダイオード組を形成する。
【００２５】
本発明の実施例において、前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）ＣＶＤ工程により前記ＳＯＩパッドの表面に第一保護層を形成するステップと、
（ｂ２）第一マスクを採用し、フォトエッチングにより前記第一保護層上にアクティブリージョンのパタンを形成するステップと、
（ｂ３）乾式エッチング工程により前記アクティブリージョンのパタンの所定の位置の周囲において前記第一保護層と前記ＳＩＯパッドの上層Ｓｉ層をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンを形成するステップとを含む。
【００２６】
本発明の実施例に係る方法は、前記ステップ（ｂ）が実施される後に実施するステップ、すなわち
（ｘ１）酸化工程により前記台状アクティブリージョンの側壁を酸化させることにより前記台状アクティブリージョンの側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酸化層をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの側壁の平坦化を実施するステップとを更に含む。
それにより、チェンネルの側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。
【００２７】
本発明の実施例において前記ステップ（ｃ）は、
（ｃ１）前記パッドの表面に第二保護層を堆積させるステップと、
（ｃ２）第二マスクを採用し、フォトエッチングにより前記第二保護層上にＰ区域のパタンを形成するステップと、
（ｃ３）湿式エッチング工程によりＰ区域のパタン上の前記第二保護層を除去するステップと、
（ｃ４）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＰ型Ｓｉ材料を堆積させることによりＰ区域を形成するステップと、
（ｃ５）パッド表面全面に第三保護層を堆積させるステップと、
（ｃ６）第三マスクを採用し、フォトエッチングにより前記第三保護層上にＮ区域のパタンを形成するステップと、
（ｃ７）湿式エッチング工程によりＮ区域のパタン上の前記第三保護層を除去するステップと、
（ｃ８）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＮ型Ｓｉ材料を堆積させることによりＮ区域を形成するステップとを含む。
【００２８】
注意されたいことは、ＰＩＮダイオードのＰ区域とＮ区域を製造する従来の工程において注入方法をよく採用しているが、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、固体状態プラズマ濃度と分布を容易に制御することができない。
【００２９】
原位置ドーピング工程を採用することにより、イオン注入方法等による悪い影響を避け、気体の流量を制御することにより材料のドーピング濃度を容易に制御し、険しいドーピング界面を獲得し、かつよい部品の性能を獲得することができる。
【００３０】
本発明の実施例において、前記ステップ（ｃ４）は、
（ｃ４１）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＰ型Ｓｉ材料を堆積させるステップと、
（ｃ４２）第四マスクを採用し、乾式エッチングにより前記Ｐ型Ｓｉ材料をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの側壁に前記Ｐ区域を形成するステップと、
（ｃ４３）所定の部位をエッチングする方法によりパッド表面全面の前記第二保護層を除去するステップとを含む。
【００３１】
本発明の実施例において、前記ステップ（ｃ８）は、
（ｃ８１）原位置ドーピング工程により前記台状アクティブリージョンの側壁にＮ型Ｓｉ材料を堆積させるステップと、
（ｃ８２）第五マスクを採用し、乾式エッチングにより前記Ｎ型Ｓｉ材料をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの側壁に前記Ｎ区域を形成するステップと、
（ｃ８３）所定の部位をエッチングする方法によりパッド表面全面の前記第三保護層を除去するステップとを含む。
【００３２】
本発明の実施例において前記ステップ（ｇ）は、
（ｇ１）第六マスクを採用し、かつフォトエッチングにより前記第四保護層の表面にリードワイヤ孔のパタンを形成するステップと、
（ｇ２）異方性（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）エッチング工程により前記第四保護層をエッチングし、一部分の前記多結晶ＳｉＯ２材料を露出させることにより前記リードワイヤ孔を形成するステップと、
（ｇ３）前記リードワイヤ孔に金属材料をスパッタ（ｓｐａｔｔｅｒ）することにより金属シリサイドを形成するステップと、
（ｇ４）鈍化処理をするとともにＰＡＤをエッチングすることにより前記ＰＩＮダイオード組を形成するステップとを含む。
【００３３】
本発明の実施例において、原位置ドーピング工程により固体状態プラズマアンテナの製造に適用されかつ台状アクティブリージョンによる高性能のＰＩＮダイオードを製造する。
【００３４】
図７ａ〜図７ｓを参照すると、図７ａ〜図７ｓ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環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの製造方法を示す流れ図である。前記実施例により固体状態プラズマの区域の長さが１００マイクロメートルでありかつ台状アクティブリージョンによる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。
Ｓ１０においてＳＯＩパッドを選択する。
図７ａに示すとおり、前記ＳＯＩパッドの結晶方向は（１００）であり、前記ＳＯＩパッドのドーピングタイプはＰ型であり、ドーピング濃度は１０１４ｃｍ−３であり、上層Ｓｉの厚さは２０μｍである。
【００３５】
Ｓ２０においてＳＯＩパッドの表面に窒化ケイ素を堆積させる。
図７ｂを参照すると、化学気相成長（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）方法によりＳＯＩパッド１０１上に窒化ケイ素を堆積させる。
【００３６】
Ｓ３０においてＳＯＩパッドにアクティブリージョンチャンネルをエッチングする。
図７ｃ−１を参照すると、フォトエッチングにより前記窒化ケイ素層上に台状アクティブリージョンのパタンを形成し、乾式エッチング工程により前記アクティブリージョンのパタンの所定の位置において前記保護層と上層ケイ素をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョン３０１を形成し、その平面図は図７ｃ−２を参照することができる。
【００３７】
Ｓ４０において台状アクティブリージョンの周囲の平坦化を実施する。
図７ｄ−１を参照すると、前記台状アクティブリージョンの周囲の側壁を酸化させることにより前記台状アクティブリージョンの周囲の側壁に酸化層４０１を形成し、その平面図は図７ｄ−２を参照することができる。
図７ｅ−１を参照すると、湿式エッチング工程により前記台状アクティブリージョンの周囲の側壁の酸化層をエッチングすることにより前記台状アクティブリージョンの周囲の側壁の平坦化を実施し、その平面図は図７ｅ−２を参照することができる。
【００３８】
Ｓ５０において前記パッドの表面にＳｉＯ２を堆積させる。
図７ｆを参照すると、ＣＶＤ方法により前記パッドの表面上に二酸化ケイ素６０１を堆積させる。
【００３９】
Ｓ６０においてフォトエッチングにより前記ＳｉＯ２層をエッチングする。
図７ｇを参照すると、フォトエッチングにより前記ＳｉＯ２層上にＰ区域のパタンを形成し、湿式エッチング工程によりＰ区域のパタン上のＳｉＯ２層を除去する。
【００４０】
Ｓ７０においてＰ区域を形成する。
図７ｈを参照すると、具体的な工程において、原位置ドーピング工程により前記ＳＯＩパッドの表面のＰ区域のパタン上にＰ型ケイ素材料を堆積させることによりＰ区域８０１を形成し、気体の流量を制御することによりＰ区域のドーピング濃度を制御することができる。
【００４１】
Ｓ８０においてパッドの表面の平坦化を実施する。
図７ｉを参照すると、具体的な工程において、まず乾式エッチング工程によりＰ区域の表面の平坦化を実施し、次に湿式エッチング工程によりパッドの表面のＳｉＯ２層を除去することができる。
【００４２】
Ｓ９０においてパッドの表面の平坦化を実施する。
図７ｊを参照すると、具体的な工程において、ＣＶＤ方法により前記パッドの表面に二酸化ケイ素１００１を堆積させることができる。
【００４３】
Ｓ１００において前記ＳｉＯ２層をエッチングする。
図７ｋを参照すると、フォトエッチングにより前記ＳｉＯ２層上にＮ区域のパタンを形成し、湿式エッチング工程によりＮ区域のＳｉＯ２層を除去する。
【００４４】
Ｓ１１０においてＮ区域を形成する。
図７ｌを参照すると、原位置ドーピング方法により前記ＳＯＩパッドの表面のＮ区域のパタン上にｎ型ケイ素材料を堆積させることによりＮ区域１２０１を形成し、気体の流量を制御することによりＮ区域のドーピング濃度を制御する。
【００４５】
Ｓ１２０においてパッドの表面の平坦化を実施する。
図７ｍを参照すると、まず乾式エッチング工程によりＮ区域の表面の平坦化を実施し、次に湿式エッチング工程によりパッドの表面のＳｉＯ２層を除去する。
【００４６】
Ｓ１３０において多結晶ケイ素層を堆積させる。
図７ｎを参照すると、ＣＶＤ方法によりチャンネル内に金属層１４０１をスパッタする。
【００４７】
Ｓ１４０において表面に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層を形成する。
図７ｏを参照すると、ＣＶＤ方法により表面に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層１５０１を形成し、その厚さは５００ｎｍである。
【００４８】
Ｓ１５０において表面の平坦化をする。
図７ｐを参照すると、ＣＭＰ方法により表面の二酸化ケイ素と窒化ケイ素（ＳｉＮ）層を除去することにより表面の平坦化をする。
【００４９】
Ｓ１６０において表面の平坦化をする。
９５０℃〜１１５０℃下において、アニーリングを０．５〜２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、アクティブリージョン中の不純物を移動させる。
【００５０】
Ｓ１７０においてフォトエッチングによりリードワイヤ孔を形成する。
図７ｑを参照すると、フォトエッチングにより二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層上にリードワイヤ孔１７０１を形成する。
【００５１】
Ｓ１８０においてフォトエッチングによりリードワイヤ孔を形成する。
図７ｒを参照すると、パッドの表面に金属をスパッタし、金属の合金化により金属シリサイドを形成し、表面の金属をエッチングし、かつパッドの表面に金属１８０１をスパッタし、フォトエッチングによりリードワイヤをエッチングする。
【００５２】
Ｓ１９０において、鈍化処理をし、フォトエッチングによりＰＡＤをエッチングする。
図７ｓを参照すると、窒化ケイ素（ＳｉＮ）を堆積させることにより鈍化層１９０１を形成し、フォトエッチングによりＰＡＤをエッチングする。それによりＰＩＮダイオードを形成し、それを固体状態プラズマアンテナの材料として用いる。
【００５３】
図８を参照すると、図８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環状アンテナの台状アクティブリージョンによるＰＩＮダイオードの部品の構造を示す図である。前記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ものである。具体的に、前記ＰＩＮダイオードはＳＯＩパッド３０１上に形成され、かつＰＩＮダイオードのＰ区域３０３と、Ｎ区域３０４と、前記Ｐ区域３０３と前記Ｎ区域３０４との間に横方向に位置しているＩ区域とはいずれも、前記パッドの上層ＳＯＩ３０２内に位置している。
【００５４】
以上、具体的な例を挙げることにより本発明のＰＩＮダイオード組の製造方法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。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のとおり、本発明の実施例において、原位置ドーピング工程を採用することによりイオン注入方法による悪い影響を避け、かつ気体の流量を制御することにより材料のドーピング濃度を制御し、険しいドーピング界面を容易に獲得し、かつよい部品の性能を獲得することができる。前記ＰＩＮダイオードのプラズマのリファクタリングが可能なアンテナはＳＯＩ基ＰＩＮダイオードがマトリックスに配列されることにより形成され、外部からの制御によりマトリックス中の所定のＰＩＮダイオードをオンさせることにより動的な固定プラズマの形状を形成し、アンテナの機能を付与し、特定の電磁波を送信受信する機能を獲得することができる。また、前記アンテナはマトリックス中の所定のＰＩＮダイオードをオンさせることにより固定プラズマの形状および配列を変化させ、アンテナのリファクタリングを実施することができるので、国防分野の通信とレーザーに応用することができる。
【図１】
2020503683.tif 000003
【図２】
2020503683.tif 000004
【図３】
2020503683.tif 000005
【図４】
2020503683.tif 000006
【図５】
2020503683.tif 000007
【図６】
2020503683.tif 000008
【図７ａ】
2020503683.tif 000009
【図７ｂ】
2020503683.tif 000010
【図７ｃ−１】
2020503683.tif 000011
【図７ｃ−２】
2020503683.tif 000012
【図７ｄ−１】
2020503683.tif 000013
【図７ｄ−２】
2020503683.tif 000014
【図７ｅ−１】
2020503683.tif 000015
【図７ｅ−２】
2020503683.tif 000016
【図７ｆ】
2020503683.tif 000017
【図７ｇ】
2020503683.tif 000018
【図７ｈ】
2020503683.tif 000019
【図７ｉ】
2020503683.tif 000020
【図７ｊ】
2020503683.tif 000021
【図７ｋ】
2020503683.tif 000022
【図７ｌ】
2020503683.tif 000023
【図７ｍ】
2020503683.tif 000024
【図７ｎ】
2020503683.tif 000025
【図７ｏ】
2020503683.tif 000026
【図７ｐ】
2020503683.tif 000027
【図７ｑ】
2020503683.tif 000028
【図７ｒ】
2020503683.tif 000029
【図７ｓ】
2020503683.tif 000030
【図８】
2020503683.tif 000031
【国際調査報告】
2020503683.tif 000032
2020503683.tif 000033
2020503683.tif 000034
2020503683.tif 000035