[发明专利]用于太赫兹频段结电容测试的肖特基二极管及半导体器件

说明书

本发明提供了一种用于太赫兹频段结电容测试的肖特基二极管及半导体器件，属于半导体器件技术领域，包括多个同向并联的肖特基结。本发明提供的用于太赫兹频段结电容测试的肖特基二极管，采用多个同向肖特基结并联的形式，进而增加总电容数值，提高电容测试精度，通过测试多个二极管电容的准确值，再进行线性拟合得到单结二极管的准确结电容。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，更具体地说，是涉及一种用于太赫兹频段结电容测试的肖特基二极管及半导体器件。

背景技术

太赫兹(THz)波从广义上来讲，是指频率在0.1-10THz范围内的电磁波，介于毫米波和红外光之间。THz波在电磁波频谱中占有很特殊的位置，具有频率高、带宽宽、安全性好等特点，在安检、通信、雷达、射电天文中有广泛应用。

目前太赫兹技术远不及微波和光学技术的应用成熟，其发展在很大程度上受制于太赫兹源和太赫兹探测设备的限制。基于GaAs材料的太赫兹平面肖特基二极管具有截止频率高、可室温工作等优点，成为固态太赫兹电子系统的核心元器件。同时肖特基二极管既可以通过倍频的方式产生太赫兹波，实现太赫兹功率源，也可以通过混频的方式对太赫兹信号进行探测，在目前太赫兹系统中得到广泛的应用。

公式(1)为肖特基二极管的截止频率公式，从式中可以看出，二极管的截止频率与结电容和串联电阻有关，为保证器件在太赫兹频段具有好的工作性能，要求肖特基二极管具有小的结电容和串联电阻，从而使得器件具有较高的截止频率。

根据文献报道，太赫兹肖特基二极管的结电容一般在几十fF到1fF之间，甚至更小。由于测试设备的精度限制，如此小的结电容很难测试，国际上也多采用计算或者拟合的方式得到器件的结电容，但通过该方法得到的数值并不准确，在进行电路和模块设计的时候，还需根据进行模块测试结果进行多次优化才能得到准确的结电容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于太赫兹频段结电容测试的肖特基二极管，旨在解决现有结电容测试精度不准确的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于太赫兹频段结电容测试的肖特基二极管，包括：多个同向并联的肖特基结。

作为本申请另一实施例，所述肖特基结包括衬底，所述衬底的上表面设有重掺杂GaAs层和钝化层，所述钝化层将所述重掺杂GaAs层分隔开，在所述钝化层上方形成隔离区，所述重掺杂GaAs层分隔后相对的两面为斜面，且两个斜面之间的距离从下至上逐渐增大；所述重掺杂GaAs层靠近所述钝化层一侧的上表面均设有低掺杂GaAs层，所述低掺杂GaAs层的上表面均设有二氧化硅层，其中一个所述低掺杂GaAs层上还设有肖特基接触金属层，所述二氧化硅层围绕在所述肖特基接触金属层的四周；所述重掺杂GaAs层远离所述钝化层一侧的上表面均设有欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属层的上表面均设有金属加厚层；所述肖特基接触金属层与对面的所述金属加厚层通过空气桥连接。

作为本申请另一实施例，所述肖特基接触金属层为多层金属结构，自下至上依次为Ti金属层、Pt金属层和Au金属层。

作为本申请另一实施例，所述欧姆接触金属层为多层金属结构，自下至上依次为Ni金属层、Au金属层、Ge金属层、Ni金属层和Au金属层。

作为本申请另一实施例，所述钝化层为氮化硅。

作为本申请另一实施例，所述金属加厚层为Au金属。

作为本申请另一实施例，所述重掺杂GaAs层，掺杂浓度为10^18cm^-3量级。

作为本申请另一实施例，所述低掺杂GaAs层，掺杂浓度为1e16 cm^-3-5e17cm^-3。

本发明还提供一种半导体器件，包括所述的用于太赫兹频段结电容测试的肖特基二极管。