[发明专利]一种弱能量收集用肖特基二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种弱能量收集用肖特基二极管及制备方法，肖特基二极管包括：衬底；缓冲层，设置在衬底上；组分固定掺杂层，设置在缓冲层上，组分固定掺杂层为在Ge中掺杂Sn形成，其中Sn的组分为8％；组分渐变掺杂层，设置在组分固定掺杂层上，组分渐变掺杂层为在Ge中掺杂Sn形成，其中Sn的组分沿远离组分固定掺杂层的方向逐渐增大；金属阳极，设置在组分渐变掺杂层上；金属阴极，设置在组分固定掺杂层上。本发明通过在Ge半导体中掺杂Sn以及采用组分渐变的方式，降低了器件串联电阻。而且金属半导体接触处具备更低的势垒高度，降低了器件的开启电压。因而在整体上提升了肖特基二极管在弱能量密度下的整流效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种弱能量收集用肖特基二极管及其制备方法。

背景技术

近年来，无线能量传输系统(MWPT)技术成为智能家居、医疗保健以及环境监测等领域广泛关注的焦点。该技术是一种不受自然条件限制且性能优良的新型能源传输技术，可突破传输线限制并在空间中传输电能的系统装置，有效完成微波能量向直流能量传输。

肖特基二极管具有不存在少数载流子存储效应，反向恢复时间短，开关速度快，结电容较低以及势垒高度通常小于PN结势垒等优点，因此常用于高频波段的应用领域。因此，针对于微波能量收集系统而言，主要是以肖特基二极管(SBD)为整流电路的核心器件，通过微波接收天线对环境中射频信号的捕获，利用整流电路中肖特基二极管对射频能量的整流作用，将射频能量转化为直流能量，以供电子设备使用，从而实现非物理连接式能量传输。微波能量传输系统的主要实现目的是为减少能量散射带来的能量损失，提高能量利用率。其中，能量利用率包括发射效率、电磁波传输中的传输效率以及微波转换为直流的整流效率。其中整流效率为最主要的影响，因此如何提升接收端的整流效率成为业界一直努力的方向。

针对于提升弱能量密度下的整流效率，国内外学者研究重心主要集中在接收天线与整流电路的设计优化两方面，但收效甚微。这是因为肖特基二极管作为整流电路中的核心元器件，其性能的优良直接决定了整个整流电路的整流上限和转换效率的大小，因此对于如何提升整流电路中的核心元器件的性能便成为业界进一步提升整流电路中整流效率的首要目标。而且，目前商用肖特基二极管也存在着弱能量密度下整流效率低，难以应用于商用等方面的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种弱能量收集用肖特基二极管及其制备方法，用以解决现有技术中肖特基二极管存在着弱能量密度下整流效率低，难以应用于商用的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种弱能量收集用肖特基二极管，包括：

衬底；

缓冲层，设置在所述衬底上；

组分固定掺杂层，设置在所述缓冲层上，所述组分固定掺杂层为在Ge中掺杂Sn形成，其中Sn的组分为8％；

组分渐变掺杂层，设置在所述组分固定掺杂层上，所述组分渐变掺杂层为在Ge中掺杂Sn形成，其中Sn的组分沿远离所述组分固定掺杂层的方向逐渐增大；

金属阳极，设置在所述组分渐变掺杂层上；

金属阴极，设置在所述组分固定掺杂层上。

另一方面，本发明实施例提供了一种弱能量收集用肖特基二极管的制备方法，包括：。

制作衬底；

在所述衬底上形成缓冲层；

在所述缓冲层上形成组分固定掺杂层，所述组分固定掺杂层为在Ge中掺杂Sn形成，其中Sn的组分为8％；

在所述组分固定掺杂层上形成组分渐变掺杂层，所述组分渐变掺杂层为在Ge中掺杂Sn形成，其中Sn的组分沿远离所述组分固定掺杂层的方向逐渐增大；

在所述组分渐变掺杂层上形成金属阳极；