[发明专利]一种肖特基二极管及弱能量收集用整流电路

说明书

本发明公开了一种肖特基二极管及弱能量收集用整流电路，肖特基二极管二极管包括：110晶向Si衬底(001)；第一Ge层(002)设置于衬底Si(001)上表面；第二Ge层(003)设置于第一Ge层(002)上表面；SiGe层(004)设置于第二Ge层(003)上表面第一区域内；第一电极(005)设置于SiGe层(004)上表面；第二电极(006)设置于第二Ge层(003)上表面第二区域内。本发明将Si元素合金化引入Ge半导体中与金属W形成金半接触可以降低SBD开启电压，选用110晶向Ge并在Ge虚衬底上制备Si_0.2Ge_0.8合金可提升电子迁移率，总体可提升弱能量密度下SBD整流效率。

技术领域

本发明属于半导体器件领域，特别涉及一种肖特基二极管及弱能量收集用整流电路。

背景技术

存在于2.45GHz Wi-Fi频段下弱能量密度(数值-20dBm)的射频信号为我国环境中的主要射频信号源，如何收集并应用这些能量是当前业内研究发展的一个重点方向。

基于肖特基二极管(SBD)的微波无线能量收集系统是解决目前2.45GHz Wi-Fi频段弱能量密度射频信号能量收集应用的首选解决方案。经研究发现，针对2.45GHz弱能量密度，如何提高整流效率是实现能量收集的关键技术。而业内已知的是，肖特基二极管作为整流电路中的核心器件，其性能直接决定了微波无线能量收集系统整流效率的上限。

目前，针对2.45GHz弱能量密度，基于安捷伦公司HSMS-2850Ge半导体肖特基二极管的整流效率最高，但其在-20dBm的功率密度条件下，整流效率仍不足10％。在如此低的整流效率下，根本无法实现2.45GHz弱能量密度收集的商业应用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种肖特基二极管及弱能量收集用整流电路。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明实施例提出一种肖特基二极管，包括：

110晶向的Si衬底；

第一Ge层，设置于所述Si衬底的上表面；

第二Ge层，设置于所述第一Ge层的上表面；

SiGe层，设置于所述第二Ge层上表面的第一区域内；其中，所述SiGe层中Si的比例为20％；

第一电极，设置于所述SiGe层的上表面；

第二电极，设置于所述第二Ge层上表面的第二区域内。

在本发明的一个实施例中，所述第一Ge层的制备温度为250-300℃，厚度为150-200nm。

在本发明的一个实施例中，所述第二Ge层的制备温度为500-600℃，厚度为500-800nm。

在本发明的一个实施例中，所述第二Ge层掺杂有P离子，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3。

在本发明的一个实施例中，所述SiGe层的制备温度为300℃，制备气源为SiH₄和GeH₄。

在本发明的一个实施例中，所述SiGe层从下至上依次包括：张应变SiGe层、部分应变SiGe层和弛豫SiGe层。

在本发明的一个实施例中，所述张应变SiGe层的厚度为10-15nm，所述部分应变SiGe层的厚度为80-100nm，所述弛豫SiGe层的厚度为600-800nm。

在本发明的一个实施例中，所述SiGe层掺杂有P离子，掺杂浓度为3×10¹⁷cm^-3。