[發明專利]一種雙勢壘肖特基二極管

有效

• 申請號: 202010030727.X
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111244190B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 張勇;吳成凱;汪涵;魏浩淼;徐銳敏;延波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/47;H01L21/329
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明公開了一種雙勢壘肖特基二極管，將兩個肖特基接觸以背靠背的方式緊密制作在同一臺面(中間臺面)上，以從器件層面上獲得偶對稱的C?V特性和奇對稱的I?V特性，使其在制作倍頻器時，輸出只有奇次諧波，而沒有偶次諧波，以適用于高次倍頻器的制作。而且兩個肖特基接觸的陰極通過緩沖層連接，不需要歐姆接觸，降低了器件的串聯電阻，有助于提高倍頻效率。本發明結構簡單，并且與普通的二極管工藝完全兼容，有助于簡化倍頻器的設計，在毫米波及太赫茲頻段倍頻器的設計中具有很好的實用性。

技術領域

本發明涉及倍頻器設計技術領域，特別是涉及一種雙勢壘肖特基二極管。

背景技術

太赫茲頻率在寬帶通信、安全成像、射電天文學、大氣觀測等領域的應用越來越廣泛。目前，太赫茲技術的開發和利用迫切需要高效、穩定的室溫太赫茲源。近年來，隨著晶體管和MMIC技術的發展，有源倍頻器和放大器正向亞毫米波方向發展。然而，隨著頻率的增加，有源倍頻器和放大器的輸出功率迅速下降。

肖特基二極管作為一種雙端器件，由于其結構簡單，寄生參數低，是實現太赫茲波段功率產生、信號檢測等應用的主流器件。對設計基于肖特基二極管的倍頻器而言，利用芯片層面的不同二極管配置，如多個二極管反串聯或同向串聯，可以形成平衡結構，有助于簡化電路設計，提高頻譜純度。然而，這些配置通常用于低階倍頻器，即二倍頻器或三倍頻器。然而，達到1THz以上頻率的收發前端往往需要多個倍頻器，因此有必要開發高次倍頻器(五倍頻器、七倍頻器)，以最小化級聯組件的數目，而現有的多個二極管管芯反向串聯或同向串聯的方式，不僅增加了額外的歐姆接觸損耗(一個肖特基接觸對應一個歐姆接觸)，而且不具有偶對稱的C-V特性，所以難以適用于高次倍頻器。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙勢壘肖特基二極管，以提供一種適用于高次倍頻器的二極管。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種雙勢壘肖特基二極管，所述肖特基二極管包括半絕緣襯底、半絕緣襯底上生長刻蝕形成的左側臺面、中間臺面和右側臺面、兩個陽極探針及兩個陽極橋指；

兩個所述陽極探針分別貫穿所述中間臺面的鈍化層，并分別與中間臺面的外延層的上表面接觸形成兩個肖特基接觸；兩個所述肖特基接觸的陰極通過中間臺面的緩沖層連接；兩個所述肖特基接觸的陽極分別通過兩個所述陽極橋指引至左側臺面和右側臺面，并分別貫穿左側臺面和右側臺面的鈍化層、外延層，與左側臺面和右側臺面的緩沖層接觸形成兩個陽極接觸；所述肖特基接觸的陽極為陽極探針，陰極為肖特基接觸所在位置的外延層下表面。

可選的，所述左側臺面、所述中間臺面和所述右側臺面均由下往上依次包括緩沖層、外延層和鈍化層。

可選的，所述緩沖層為重摻雜的砷化鎵。

可選的，所述外延層為輕摻雜的砷化鎵。

可選的，所述鈍化層的材料為二氧化硅。

可選的，所述半絕緣襯底的材料為砷化鎵。

可選的，所述陽極橋指為空氣橋結構。

一種雙勢壘肖特基二極管的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

在半絕緣襯底上依次生長緩沖層、外延層和鈍化層；

對緩沖層進行重摻雜，對外延層進行輕摻雜；

對所述緩沖層、所述外延層和所述鈍化層進行刻蝕，形成相互獨立的左側臺面、中間臺面和右側臺面；

將兩個陽極探針的一端分別貫穿中間臺面的鈍化層，并分別與中間臺面的外延層接觸形成兩個肖特基接觸；

將兩個所述陽極探針的另一端分別通過兩個陽極橋指引至左側臺面和右側臺面，并分別貫穿左側臺面和右側臺面的鈍化層、外延層，與左側臺面和右側臺面的緩沖層接觸形成兩個陽極接觸。