[發明專利]一種復合半導體肖特基二極管及弱能量收集用整流電路

在審

• 申請號: 202011467432.5
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112614897A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 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

本發明涉及一種復合半導體肖特基二極管及弱能量收集用整流電路，肖特基二極管包括：SiGeOI襯底；復合層，復合層為在SiGeOI襯底頂層SiGe的第一區域的上表面先生長Sn層，然后對Sn層及其下部的頂層SiGe激光再晶化后形成；第一金屬電極，設置于復合層的上表面；第二金屬電極，設置于SiGeOI襯底的第二區域的上表面。本發明的方案通過將Si合金化引入Ge形成SiGeOI襯底與第二金屬電極形成金半接觸，降低SBD開啟電壓，滿足2.45GHz弱能量密度情況下SBD開啟需求，有利于提升整流效率；同時，通過在SiGe中引入Sn層形成復合層，使SBD的串聯電阻變小，有效提升SBD的整流效率。

技術領域

本發明屬于無線傳輸技術領域，具體涉及一種復合半導體肖特基二極管及弱能量收集用整流電路。

背景技術

根據我國環境射頻能量分布評估，2.45G Wi-Fi頻段內的射頻信號為環境中的主要射頻信號源，比如生活中到處可見的Wi-Fi路由器、筆記本電腦和平板電腦等無線終端，因此收集并應用這些能量成為當前業內研究發展的一個重要方向。但此頻段內射頻信號的射頻功率密度較低，僅為-20dBm，在如此弱能量密度輸入條件下，即使采用整流效率優于MOS的肖特基二極管(Schottky Barrier Diode，以下簡稱SBD)作為弱能量收集用整流電路的核心元器件，其整流效率仍然很低，甚至無法開啟工作，需要配合外圍電路被動開啟。

現有技術中，在外圍電路被動開啟配合下，基于安捷倫公司HSMS-2850Ge半導體肖特基二極管(SBD)的微波無線弱能量密度收集系統的整流效率最高，當能量密度為-10dBm時，整流效率可達20％，但當能量密度為-20dBm時，整流效率不足10％。如此低的整流效率，無法真正實現2.45G Wi-Fi弱能量密度射頻能量的收集應用。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種復合半導體肖特基二極管及弱能量收集用整流電路。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供了一種復合半導體肖特基二極管，包括：SiGeOI襯底；

復合層，所述復合層為在所述SiGeOI襯底頂層SiGe的第一區域的上表面先生長Sn層，然后對所述Sn層及其下部的頂層SiGe激光再晶化后形成；

第一金屬電極，設置于所述復合層的上表面；

第二金屬電極，設置于所述SiGeOI襯底的第二區域的上表面。

在本發明的一個實施例中，所述頂層SiGe、所述復合層的厚度均為300nm～500nm。

在本發明的一個實施例中，所述SiGeOI襯底為[110]晶向Si_0.1Ge_0.9OI襯底。

在本發明的一個實施例中，所述復合層的材料為Si_0.1Ge_0.8Sn_0.1。

在本發明的一個實施例中，所述復合層內注入有N型離子，摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3；所述第二區域內注入有N型離子，摻雜濃度為2x10¹⁷cm^-3～3x10¹⁷cm^-3。

在本發明的一個實施例中，所述第一金屬電極為Al電極，所述第二金屬電極為W電極。

在本發明的一個實施例中，還包括凹槽，所述凹槽設置于所述SiGeOI襯底上，且位于所述第一金屬電極和所述第二金屬電極之間。

在本發明的一個實施例中，所述凹槽的深度為50～150um，且所述凹槽內填充有絕緣材料。

在本發明的一個實施例中，所述凹槽的底面至所述頂層SiGe的底面之間的橫截面積小于所述第二金屬電極的底面面積。