[發(fā)明專利]一種弱能量收集用肖特基二極管

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011467444.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN112563336A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左瑜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科銳盛創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/872
• 分類號(hào): H01L29/872;H01L29/165;H01L29/47;H01L21/329
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王海棟

本發(fā)明公開了一種弱能量收集用肖特基二極管，包括：110晶向的Si襯底(001)；第一Ge緩沖層(002)，設(shè)置于所述Si襯底(001)的上表面；n⁺Ge層(003)，設(shè)置于所述第一Ge緩沖層(002)的上表面；n^?Ge層(004)，設(shè)置于所述n⁺Ge層(003)上表面的第一區(qū)域內(nèi)，其中，所述n^?Ge層(004)的上表面設(shè)置有倒梯形的凹槽，所述倒梯形的斜邊與法線夾角為40～60°；第一電極(005)，設(shè)置于所述n^?Ge層(004)的凹槽內(nèi)；第二電極(006)，設(shè)置于所述n⁺Ge層(003)上表面的第二區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例能夠提高2.45GHz弱能量密度下SBD的整流效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種弱能量收集用肖特基二極管。

背景技術(shù)

微波無線能量收集系統(tǒng)可通過微波接收天線捕獲環(huán)境中的射頻信號(hào)，系統(tǒng)中的整流電路利用核心元件肖特基二極管對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行能量整流，將射頻能量轉(zhuǎn)換為直流能量，并將直流能量供應(yīng)給接收負(fù)載，從而為電子設(shè)備供電。微波無線能量收集技術(shù)具有非接觸、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

通過監(jiān)測(cè)環(huán)境能量密度可知，2.45GHz(2.38GHz～2.45GHz)Wi-Fi頻段內(nèi)的射頻信號(hào)為環(huán)境中主要的射頻信號(hào)源，這些射頻信號(hào)源可能來自于Wi-Fi路由器、筆記本電腦和平板電腦等無線終端，但這些射頻信號(hào)源的功率密度小于-20dBm，屬于弱能量密度范疇。針對(duì)上述2.45GHz弱能量密度Wi-Fi波段采用能量收集技術(shù)進(jìn)行能量收集，能夠擴(kuò)展能量收集的范圍，同時(shí)也符合綠色環(huán)保的時(shí)代主題。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，針對(duì)2.45GHz弱能量密度Wi-Fi波段無線能量收集系統(tǒng)，如何提高整流效率是實(shí)現(xiàn)能量收集的關(guān)鍵技術(shù)。而業(yè)內(nèi)已知的是，肖特基二極管作為整流電路中的核心器件，其性能直接決定了微波無線能量收集系統(tǒng)整流效率的上限。

目前，針對(duì)2.45GHz弱能量密度Wi-Fi波段無線能量收集系統(tǒng)，基于安捷倫公司HSMS-2850Ge半導(dǎo)體肖特基二極管(SBD)的2.45GHz弱能量密度Wi-Fi波段無線能量收集系統(tǒng)的整流效率最高，但其在-20dBm的功率密度條件下，整流效率仍不足10％。在如此低的整流效率下，根本無法實(shí)現(xiàn)2.45GHz弱能量密度Wi-Fi波段無線能量收集的商業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種弱能量收集用肖特基二極管。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種弱能量收集用肖特基二極管，應(yīng)用于2.45GHz弱能量密度收集，包括：

110晶向的Si襯底；

第一Ge緩沖層，設(shè)置于所述Si襯底的上表面；

n⁺Ge層，設(shè)置于所述第一Ge緩沖層的上表面；

n^-Ge層，設(shè)置于所述n⁺Ge層上表面的第一區(qū)域內(nèi)，其中，所述n^-Ge層的上表面設(shè)置有倒梯形的凹槽，所述倒梯形的斜邊與法線夾角為40～60°；

第一電極，設(shè)置于所述n^-Ge層的凹槽內(nèi)；

第二電極，設(shè)置于所述n⁺Ge層上表面的第二區(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一Ge緩沖層的制備溫度為275～325℃，厚度為0.15～0.2μm。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述n⁺Ge層是對(duì)第二Ge緩沖層進(jìn)行P離子注入得到的，其中，所述第二Ge緩沖層生長于所述第一Ge緩沖層上表面，所述第二Ge緩沖層的制備溫度為500～850℃，厚度為0.4～0.5μm。