[发明专利]一种弱能量收集用复合半导体肖特基二极管及整流电路

说明书

本发明公开了一种弱能量收集用复合半导体肖特基二极管及整流电路，应用于2.45GHz弱能量密度收集，二极管包括：Si衬底(001)；第一Ge层(002)，设置于Si衬底(001)的上表面；第二Ge层(003)，设置于第一Ge层(002)的上表面；n⁺Ge_1‑xPb_x层(004)，设置于第二Ge层(003)的上表面；n^‑Ge_1‑xPb_x层(005)，设置于n⁺Ge_1‑xPb_x层(004)上表面的第一区域内；其中，x为3.125；n⁺Ge_1‑xPb_x层(004)和n^‑Ge_1‑xPb_x层(005)为[100]晶向的GePb材料；Ti电极(006)，设置于n^‑Ge_1‑xPb_x层(005)的上表面；Al电极(007)，设置于n⁺Ge_1‑xPb_x层(004)上表面的第二区域内。本发明能提高弱能量密度下的整流效率。

技术领域

本发明属于半导体领域，具体涉及一种弱能量收集用复合半导体肖特基二极管及整流电路。

背景技术

我国环境射频能量分布评估表明，环境中存在大量2.45GHz(2.38GHz～2.45GHz)的射频信号源，这些射频信号源可能来自于Wi-Fi路由器、笔记本电脑和平板电脑等无线终端，但这些射频信号源的功率密度小于-20dbm，属于弱能量密度范畴。若能将这部分能量利用起来，并实现非接触无线供电，将突破传输线的限制，为大量低功耗设备在无需电池供电情况下运行提供一种良好的解决方案，极具应用潜力。

微波无线能量收集系统可以通过微波接收天线捕获环境中的射频信号，系统中的整流电路利用核心元件肖特基二极管(SBD)对射频信号进行能量整流，并将直流能量供应给接收负载，是实现上述应用的理想系统。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(SBD)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，本发明提供了一种弱能量收集用复合半导体肖特基二极管及整流电路。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弱能量收集用复合半导体肖特基二极管，应用于2.45GHz弱能量密度收集，包括：

Si衬底(001)；

第一Ge层(002)，设置于所述Si衬底(001)的上表面；

第二Ge层(003)，设置于所述第一Ge层(002)的上表面；

n⁺Ge_1-xPb_x层(004)，设置于所述第二Ge层(003)的上表面；