[發明專利]弱能量收集用鍺錫肖特基二極管、弱能量收集電路和天線

在審

• 申請號: 202011467431.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112563334A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 左瑜
• 申請（專利權）人: 西安科銳盛創新科技有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/165;H01L21/329
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王海棟

本發明涉及一種弱能量收集用鍺錫肖特基二極管、弱能量收集電路和天線，弱能量收集用鍺錫肖特基二極管包括：襯底；低溫Ge緩沖層，形成于襯底的上表面；高溫Ge緩沖層，形成于低溫Ge緩沖層的上表面；n⁺DR?Ge_1?xSn_x層，形成于高溫Ge緩沖層的上表面；n^?DR?Ge_1?xSn_x層，形成于n⁺DR?Ge_1?xSn_x層的上表面的一端；Si帽層，形成于n^?DR?Ge_1?xSn_x層的上表面；第一電極，形成于Si帽層的上表面；第二電極，形成于n⁺DR?Ge_1?xSn_x層的上表面的另一端。本發明通過引入Si帽層和合金化鍺錫層，可在降低開啟電壓同時使電子遷移率提高，能夠保證整流效率得到有效提升，實現弱能量密度環境下的能量收集。

技術領域

本發明屬于半導體器件技術領域，具體涉及一種弱能量收集用鍺錫肖特基二極管、弱能量收集電路和天線。

背景技術

物聯網(IoT)技術和半導體集成技術極大地促進了小型化、低功耗無線傳感設備的發展，預計物聯網可覆蓋全球近十億傳感器。目前，電池是這些超低功耗電子產品的主要供能源，電池容量和壽命有限是制約這些產品進一步發展、應用的一個技術瓶頸。

無線能量傳輸系統(Wireless Power Transfer,WPT)是指能夠突破傳輸線限制在空間中輸送電能的系統裝置，其中以電磁波(微波波段)作為輸入能量的這類特定的使用發射天線到接收天線的點對點的傳播方式所構成的無線能量傳輸系統被稱為微波無線能量傳輸系統(Microwave Power Transfer,MPT)。微波無線能量收集系統可通過微波接收天線捕獲環境中的射頻信號，系統中的整流電路利用核心元件肖特基二極管對射頻信號能量整流，并將直流能量供應給接收負載；微波無線能量收集技術具有非接觸、覆蓋范圍廣等優點，為這些物聯網超低功耗設備在無需電池供電的情況下也可運行提供了一種很好的解決方案，極具應用潛力。

利用微波無線能量收集系統為物聯網超低功耗設備供電，更為理想的情況是，充分利用“浪費掉”的能量，直接從環境中收集射頻能量。生活環境中有眾多如Wi-Fi路由器、筆記本電腦和平板電腦等無線終端，根據我國環境射頻能量分布評估，2.38～2.45G Wi-Fi頻段內的射頻信號為環境中的主要RF信號源，但測得的環境射頻功率密度較低，數值-20dBm。如何實現2.38～2.45G弱能量密度無線能量收集應用是業界普遍存在的難題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種弱能量收集用鍺錫肖特基二極管、能量收集電路和天線。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種弱能量收集用鍺錫肖特基二極管，包括：

襯底；

低溫Ge緩沖層，形成于所述襯底的上表面；

高溫Ge緩沖層，形成于所述低溫Ge緩沖層的上表面；

n⁺DR-Ge_1-xSn_x層，形成于所述高溫Ge緩沖層的上表面；其中，0.08≤ x≤0.12；

n^-DR-Ge_1-xSn_x層，形成于所述n⁺DR-Ge_1-xSn_x層的上表面的一端；其中， 0.08≤x≤0.12；

Si帽層，形成于所述n^-DR-Ge_1-xSn_x層的上表面；

第一電極，形成于所述Si帽層的上表面；