[發明專利]太赫茲肖特基二極管

有效

• 申請號: 201210382875.3
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN102903761A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 王昊
• 申請（專利權）人: 王昊
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872
• 代理公司: 北京思睿峰知識產權代理有限公司 11396
• 代理人: 龔海軍

1.一種太赫茲肖特基二極管，包括：

砷化鎵半導體襯底(11)；

形成在砷化鎵半導體襯底(11)上的高濃度摻雜砷化鎵層(12)；

形成在高濃度摻雜砷化鎵層(12)上的低濃度摻雜砷化鎵層(13)；

形成在高濃度摻雜砷化鎵層(12)上的歐姆接觸陰極(22)；形成在高濃度摻雜砷化鎵層(12)上的歐姆接觸金屬(23)；

形成在所述的低濃度摻雜砷化鎵層(13)上的二氧化硅層(14)，在二氧化硅層(14)開有小孔，肖特基接觸陽極(21)位于小孔中，肖特基接觸陽極(21)與低濃度摻雜砷化鎵層(13)接觸形成肖特基結；

形成在歐姆接觸陰極(22)上的歐姆接觸陰極壓點(25)；

形成在歐姆接觸金屬(23)上的肖特基接觸陽極延伸壓點(24)；

形成在二氧化硅層(14)和肖特基接觸陽極(21)上的懸空電鍍橋(26)，肖特基接觸陽極延伸壓點(24)通過懸空電鍍橋(26)與肖特基接觸陽極(21)相連。

2.如權利要求1所述的太赫茲肖特基二極管，其特征在于：所述太赫茲肖特基二極管還包括形成在高濃度摻雜砷化鎵層(12)、低濃度摻雜砷化鎵層(13)和二氧化硅層(14)中的溝道(28)，溝道(28)中的高濃度摻雜砷化鎵層(12)、低濃度摻雜砷化鎵層(13)和二氧化硅層(14)被除去，溝道(28)形狀為反錐形，溝道(28)的下表面與砷化鎵半導體襯底(11)接觸，溝道(28)的上表面與懸空電鍍橋(26)接觸，溝道(28)的側面從溝道(28)的下表面相對于砷化鎵半導體襯底(11)成預定的角度延伸到上表面，溝道(28)的上表面大于溝道(28)的下表面，溝道(28)在二氧化硅層(14)的部分位于肖特基接觸陽極延伸壓點(24)與肖特基接觸陽極(21)之間并且不與肖特基接觸陽極延伸壓點(24)和肖特基接觸陽極(21)接觸。

3.如權利要求1所述的太赫茲肖特基二極管，其特征在于：肖特基接觸陽極延伸壓點(24)與歐姆接觸陰極壓點(25)的厚度相同，肖特基接觸陽極延伸壓點(24)的上平面和歐姆接觸陰極壓點(25)的上平面在同一平面。

4.根據權利要求1所述的太赫茲二極管，其特征在于：肖特基接觸陽極是圓柱形或者近圓柱形；歐姆接觸陰極(22)靠近肖特基接觸陽極(21)的一邊是有一開口的圓柱面或近圓柱面(251)，所述圓柱面或近圓柱面(251)是與圓柱形或者近圓柱形的肖特基接觸陽極(21)同心的圓柱面，圓柱面或近圓柱面(251)的開口角度A小于180°。

5.如權利要求1-4的任一權利要求所述的太赫茲肖特基二極管，其特征在于所述的高濃度摻雜砷化鎵層濃度為10¹⁸cm^-3量級；所述的低濃度摻雜砷化鎵層濃度為10¹⁶-10¹⁷cm^-3量級；所述的低濃度摻雜砷化鎵層厚度不小于零偏置條件下的耗盡層厚度；所述的高濃度摻雜砷化鎵層厚度至少為對應的工作頻率下趨膚深度的2倍。

6.根據權利要求1-4的任一權利要求所述的太赫茲二極管，其特征在于：肖特基接觸陽極延伸壓點、歐姆接觸陰極壓點及懸空電鍍橋的金屬厚度至少為對應的工作頻率下趨膚深度的6倍。

7.根據權利要求1-4的任一權利要求所述的太赫茲二極管，其特征在于：所述的歐姆接觸金屬和歐姆接觸陰極與重摻雜砷化鎵層12接觸，并通過合金形成；歐姆接觸金屬和歐姆接觸陰極的材料自下向上依次為金、鍺、鎳、金；肖特基接觸陽極的材料自下向上依次為鈦、鉑、金。

8.根據權利要求1-4的任一權利要求所述的太赫茲二極管，其特征在于：肖特基接觸陽極延伸壓點與懸空電鍍橋相連的一邊變窄；歐姆接觸陰極與肖特基接觸陽極相鄰的一邊變窄。

9.根據權利要求2的所述的太赫茲二極管，其特征在于：所述預定的角度為90°。

10.根據權利要求1的所述的太赫茲二極管，其特征在于：所述歐姆接觸陰極(22)和歐姆接觸金屬(23)是這樣形成的：在低濃度摻雜砷化鎵層(13)上光刻歐姆接觸陰極圖形和歐姆接觸金屬圖形并腐蝕所述圖形區域的低摻雜濃度砷化鎵層(13)直至高摻雜濃度砷化鎵層(12)，在歐姆接觸陰極圖形上形成歐姆接觸陰極(22)，在歐姆接觸金屬圖形上形成歐姆接觸金屬(23)；從而，歐姆接觸陰極(22)和歐姆接觸金屬(23)形成在高濃度摻雜砷化鎵層(12)上，低濃度摻雜砷化鎵層(13)位于歐姆接觸陰極(22)和歐姆接觸金屬(23)之間，與低濃度摻雜砷化鎵層(13)接觸的高濃度摻雜砷化鎵層(12)的厚度大于與歐姆接觸陰極(22)和歐姆接觸(23)接觸的高濃度摻雜砷化鎵層(12)的厚度。