二極管元件和檢測(cè)設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供了解決常規(guī)橫向二極管元件的問(wèn)題的二極管元件、檢測(cè)設(shè)備等。在常規(guī)元件中，半導(dǎo)體界面出現(xiàn)在其表面上的兩個(gè)電極之間的電流路徑中，并且因此，由該界面所引起的噪聲大。該二極管元件包括：第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層（103）；第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層（102）；以及，在半導(dǎo)體表面上形成的肖特基電極（104）和歐姆電極（105）。低載流子層（103）具有低于高載流子層（102）的載流子濃度的載流子濃度。該二極管元件包括在歐姆電極（105）下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域（106），并包括第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域（107），以便在肖特基電極（104）和歐姆電極（105）之間的半導(dǎo)體表面上不與肖特基電極（104）電接觸。第二導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域（107）與第一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域（106）接觸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】二極管元件和檢測(cè)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于電磁波檢測(cè)設(shè)備中的二極管元件，具體來(lái)說(shuō)，涉及對(duì)于從毫米波段到太赫茲波段(大于或等于30GHz或小于或等于30THZ)的頻段中的電磁波(下面也稱(chēng)為太赫茲波)的檢測(cè)設(shè)備和使用這樣的元件的圖像形成設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]作為對(duì)于太赫茲波的檢測(cè)設(shè)備，到目前為止已知熱式檢測(cè)元件和量子型檢測(cè)元件。熱式檢測(cè)元件的示例包括微測(cè)熱福射計(jì)(a-S1、VOx等等),熱電元件(LiTa03、TGS等)，以及戈萊池(Golay cell)。這樣的熱式檢測(cè)元件將由電磁波的能量所引起的物理變化轉(zhuǎn)換為熱，然后，將溫度變化轉(zhuǎn)換為用于檢測(cè)的熱電動(dòng)勢(shì)或電阻。并不總是需要冷卻，但是，因?yàn)槭褂脽峤粨Q，響應(yīng)相對(duì)較慢。量子型檢測(cè)元件的示例包括本征半導(dǎo)體元件(MCT (HgCdTe)光電導(dǎo)元件等等)以及量子阱紅外光電探測(cè)器(QWIP)。這種量子型檢測(cè)元件捕捉電磁波作為光子，然后檢測(cè)具有小帶隙的半導(dǎo)體的光伏功率或電阻變化。響應(yīng)相對(duì)較快，但是需要冷卻，因?yàn)椴荒芎雎赃@樣的頻率范圍內(nèi)的室溫的熱能。
[0003]作為具有相對(duì)快速的響應(yīng)并且不需要冷卻的檢測(cè)設(shè)備，使用二極管元件的對(duì)于太赫茲波的檢測(cè)設(shè)備處于開(kāi)發(fā)過(guò)程中。該檢測(cè)設(shè)備捕捉電磁波作為高頻電信號(hào)，并且二極管元件整流并檢測(cè)由天線等接收到的高頻電信號(hào)。專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)了這樣的檢測(cè)設(shè)備。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的檢測(cè)設(shè)備中，二極管元件是肖特基勢(shì)壘二極管，并利用頂部天線和作為地的襯底作為兩個(gè)電極，檢測(cè)由CO2激光器發(fā)出的大約28THZ (具有10.6μπι的波長(zhǎng))的電磁波。
[0004]另一方面，除其中兩個(gè)電極相對(duì)于襯底垂直地放置的垂直型肖特基勢(shì)壘二極管以外，通常已知其中兩個(gè)電極放置在襯底的表面上的橫向型肖特基勢(shì)壘二極管。專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了這樣的二極管元件。專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所描述的元件包括沿著肖特基電極的圓周的護(hù)圈，以便增強(qiáng)對(duì)反向偏壓的電阻。
[0005]引用列表
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]PTLl:日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)N0.Η09-162424
[0008]PTL2:日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)N0.S60-18959

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問(wèn)題
[0010]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所公開(kāi)的常規(guī)垂直型二極管元件使用襯底作為地電極，如此，限制了可集成的天線的類(lèi)型。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所公開(kāi)的常規(guī)橫向型二極管元件中，在表面上在兩個(gè)電極之間的電流路徑中出現(xiàn)半導(dǎo)體界面，如此，由該界面的狀態(tài)所引起的噪聲有時(shí)相對(duì)較大。
[0011]對(duì)問(wèn)題的解決[0012]為了解決上文所提及的問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種二極管元件，包括:
[0013]第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層；
[0014]在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層；以及
[0015]在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層的半導(dǎo)體表面上形成的肖特基電極和歐姆電極，其中:
[0016]所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層具有低于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層的載流子濃度的載流子濃度；
[0017]所述二極管元件包括緊挨所述歐姆電極下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域；
[0018]所述二極管元件包括具有不同于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型的第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域被形成為在所述肖特基電極和所述歐姆電極之間的所述半導(dǎo)體表面上不與所述肖特基電極電接觸；以及
[0019]所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域接觸。
[0020]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種二極管元件，包括:
[0021]第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層；
[0022]在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層；以及
[0023]在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層的半導(dǎo)體表面上形成的肖特基電極和歐姆電極，其中:
[0024]所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層具有低于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層的載流子濃度的載流子濃度；
[0025]所述二極管元件包括緊挨所述歐姆電極下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域；
[0026]所述二極管元件包括具有不同于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型的第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域被形成為在所述肖特基電極和所述歐姆電極之間的所述半導(dǎo)體表面上與所述肖特基電極隔開(kāi)；以及
[0027]所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域接觸。
[0028]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種二極管元件，包括:
[0029]第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層；
[0030]在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層；以及
[0031]在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層的半導(dǎo)體表面上形成的肖特基電極和歐姆電極，其中:
[0032]所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層具有低于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層的載流子濃度的載流子濃度；
[0033]所述二極管元件包括緊挨所述歐姆電極下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域；[0034]所述二極管元件包括具有不同于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型的第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域是在所述肖特基電極和所述歐姆電極之間的所述半導(dǎo)體表面上形成的；
[0035]所述二極管元件在所述肖特基電極和所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域之間具有被設(shè)置為高于所述肖特基電極和所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層之間的接觸電阻值的接觸電阻值；以及
[0036]所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域接觸。
[0037]發(fā)明的有利效果
[0038]根據(jù)本發(fā)明，可以使二極管元件的半導(dǎo)體表面上的兩個(gè)電極之間的電流路徑繞開(kāi)該半導(dǎo)體表面。因此，可以降低當(dāng)在界面中誘捕或釋放載流子(電子或空穴)時(shí)所引起的噪聲(例如，Ι/f噪聲或RTS噪聲)。進(jìn)一步地，提供第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域以便不與肖特基電極電接觸，以便與肖特基電極隔開(kāi)，或使得肖特基電極和第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域之間的接觸電阻值高于肖特基電極和第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層之間的接觸電阻值。因此，可以抑制由于pn 二極管結(jié)構(gòu)所造成的電容的升高。因此，可以抑制RC低通濾波器的截止頻率的降低，也可以提供用于超高頻帶，例如，從毫米波段到太赫波段(大于或等于30GHz且小于或等于30THz)中的電磁波檢測(cè)設(shè)備。如此，可以提供其中兩個(gè)電極被置于半導(dǎo)體表面上并降低噪聲的橫向型二極管元件、包括二極管元件的檢測(cè)設(shè)備，以及使用這樣的元件的圖像形成設(shè)備。
[0039]通過(guò)下列參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他功能將變得明顯。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的二極管元件的結(jié)構(gòu)。
[0041]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的二極管元件的結(jié)構(gòu)和等效電路元件之間的對(duì)
應(yīng)關(guān)系。
[0042]圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的二極管元件的結(jié)構(gòu)。
[0043]圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的二極管元件的另一種結(jié)構(gòu)。
[0044]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0045]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的修改過(guò)的示例的檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0046]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的示例I的檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0047]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的示例2的檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0048]圖8A是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例I的檢測(cè)設(shè)備的噪聲特性的圖。
[0049]圖SB是示出了常規(guī)橫向類(lèi)型二極管元件的噪聲特性的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]在根據(jù)本發(fā)明的元件中盡可能地防止兩個(gè)電極之間的電流穿過(guò)半導(dǎo)體表面是十分重要的。因此，在兩個(gè)電極之間的半導(dǎo)體表面的一部分上放置了具有與載流子相反的導(dǎo)電類(lèi)型的第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域。電荷載流子將相反的導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域視為勢(shì)壘電勢(shì)，并且因此繞開(kāi)此區(qū)域流動(dòng)。為了盡可能完全地使載流子繞開(kāi)該半導(dǎo)體表面，希望使用這樣的配置，其中第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域與具有與流過(guò)電流路徑的載流子的導(dǎo)電類(lèi)型相同的導(dǎo)電類(lèi)型的第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域接觸。在此配置中，第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域和第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域形成pn結(jié)，并且因此，如果在該配置中，pn結(jié)與肖特基勢(shì)壘二極管并聯(lián)，則添加了不需要的結(jié)電容，這在以高速操作的二極管元件等中會(huì)成為問(wèn)題。因此，希望盡可能地防止上文所提及的pn 二極管連接到電極。這是為什么提供第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域以便不與肖特基電極電接觸的原因。另外，這還是為什么提供第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域以便與肖特基電極隔開(kāi)的原因。此外，這是為什么肖特基電極和第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域之間的接觸電阻值被設(shè)置為高于肖特基電極和低載流子濃度層之間的接觸電阻值的原因。
[0051]下面，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例和示例。
[0052]實(shí)施例1
[0053]將參考圖1和2來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的二極管元件。如圖1和2所示，根據(jù)此實(shí)施例的二極管元件包括襯底101、在襯底101上形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層102，以及具有低于高載流子濃度層102的載流子濃度的載流子濃度的第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層103。在高載流子濃度層102的半導(dǎo)體的一部分和在高載流子濃度層102上形成的低載流子濃度層103的半導(dǎo)體的一部分中引入了雜質(zhì)。以此方式形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域106和第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107部分地彼此接觸，并且雜質(zhì)被至少?gòu)陌雽?dǎo)體表面引入到高載流子濃度層102的深度處。肖特基電極104被放置成不與第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107電接觸。歐姆電極105被放置成與第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域106接觸。在此實(shí)施例中，圍繞肖特基電極104提供第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107，以成為類(lèi)似于環(huán)形的形狀，并且深度達(dá)到高載流子濃度層102。
[0054]在此實(shí)施例的配置中，高載流子濃度層102、低載流子濃度層103，以及肖特基電極104以陳述的順序?qū)盈B，以形成肖特基勢(shì)壘二極管。與肖特基電極104接觸以形成肖特基勢(shì)壘的低載流子濃度層103通常包括IO15到IO17CnT3量級(jí)的電荷載流子。第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域106是用于以相對(duì)低的電阻在掩埋的導(dǎo)電層(高載流子濃度層)102和相同第一導(dǎo)電類(lèi)型的歐姆電極105之間建立歐姆連接的結(jié)構(gòu)。如此，在相同半導(dǎo)體表面(低載流子濃度層103的表面)上形成包括兩個(gè)電極104和105的橫向型二極管元件。
[0055]上文所提及的第一導(dǎo)電類(lèi)型是例如η型。在此情況下，第二導(dǎo)電類(lèi)型是P型。P型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107被視為η型載流子(B卩，電子)的勢(shì)壘電勢(shì)。因此，來(lái)自肖特基電極104的電流避免了此勢(shì)壘電勢(shì)，并被注入具有低于低載流子濃度層103的電阻率的電阻率的高載流子濃度層(掩埋的導(dǎo)電層)102。如此，電流流過(guò)包括掩埋的導(dǎo)電層102的電阻器Rb202的下部電路(參見(jiàn)圖2)。在此實(shí)施例中，此路徑是常規(guī)電流路徑。同時(shí)，P型雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107與η型雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域106接觸，并形成pn 二極管203。因此，穿過(guò)肖特基電極104和第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107之間的接觸電阻器Rc204的電流被從pn結(jié)(P型雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107和η型雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域106之間的結(jié))向歐姆電極105提取。如此，電流也流過(guò)包括pn 二極管203的上部電路(參見(jiàn)圖2)。在此實(shí)施例中，此路徑是寄生電流路徑。因此，肖特基電極104和第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107之間的接觸電阻器Rc204必須具有充分大于肖特基勢(shì)壘二極管(SBD) 201的電阻的電阻。
[0056]肖特基勢(shì)壘二極管201的電阻常常在例如10 Ω到1ΜΩ的量級(jí)上的操作點(diǎn)使用，并且因此，希望接觸電阻器Rc204具有大于肖特基勢(shì)壘二極管201的電阻的電阻。當(dāng)肖特基電極104和第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107不彼此電接觸時(shí)，或者它們提供為彼此隔開(kāi)時(shí)，該配置滿(mǎn)足上文所提及的關(guān)系。沒(méi)有如此處所使用的電接觸的狀態(tài)是指以10ΜΩ或更大的電阻進(jìn)行電絕緣的狀態(tài)。因此，允許肖特基電極104和雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域107之間的區(qū)域的重疊，只要上文所提及的條件中的任何一個(gè)被滿(mǎn)足。
[0057]在此實(shí)施例中，可以任意選擇載流子，但是，通過(guò)選擇具有高遷移率的電子，可以縮短延遲時(shí)間，并可以使截止頻率更高。進(jìn)一步地，也可以通過(guò)選擇半導(dǎo)體來(lái)選擇遷移率。例如，作為半導(dǎo)體，可以選擇基于Si的半導(dǎo)體、基于GaAs的半導(dǎo)體、基于InP的半導(dǎo)體(包括基于InGaAs的半導(dǎo)體)、基于InAs的半導(dǎo)體、基于InSb的半導(dǎo)體等等。上文所提及的半導(dǎo)體的列表按載流子的遷移率的遞增順序排列，并且因此，優(yōu)選選擇在列表中排序靠后的半導(dǎo)體。另一方面，如果選擇基于Si的半導(dǎo)體,貝U可以在同一襯底上集成包括CMOS的MOSFET和BiCMOS的HBT的放大器，這是優(yōu)選的。
[0058]如上文所描述的，在此實(shí)施例中，在半導(dǎo)體表面上的兩個(gè)電極之間，可以使電流路徑繞開(kāi)半導(dǎo)體表面，并且可以降低當(dāng)在界面中隨機(jī)地捕獲載流子時(shí)導(dǎo)致的噪聲。進(jìn)一步地，可以抑制由于pn 二極管結(jié)構(gòu)所造成的電容的升高，并可以抑制RC低通濾波器的截止頻率的降低，以實(shí)現(xiàn)用于超高頻帶，例如，從毫米波段到太赫波段(大于或等于30GHz且小于或等于30THz)中的電磁波檢測(cè)設(shè)備。
[0059]實(shí)施例2
[0060]將參考圖3A和3B來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的二極管元件。此實(shí)施例是實(shí)施例I的修改示例。此實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，歐姆電極305覆蓋雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域306和307，并且肖特基電極304少量地重疊雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域307 (圖3A)或在物理上與雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域307分開(kāi)(圖3B)。其他點(diǎn)類(lèi)似于實(shí)施例1，而根據(jù)此實(shí)施例的二極管元件包括襯底301、高載流子濃度層302，以及低載流子濃度層303。在第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域307覆蓋兩個(gè)電極304和305之間的半導(dǎo)體表面的限度內(nèi)，第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域307可以具有任何結(jié)構(gòu)。在此實(shí)施例中，第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域306不穿過(guò)高載流子濃度層302，但是，在第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域306和高載流子濃度層302彼此接觸的限度內(nèi)，結(jié)構(gòu)可以是任意的。
[0061]在此實(shí)施例中，例如，第一導(dǎo)電類(lèi)型是η型，第二導(dǎo)電類(lèi)型是P型。在此情況下，流入歐姆電極305的電流主要在P型區(qū)域307 —側(cè)的η型區(qū)域306中流動(dòng)。因此，通過(guò)提供歐姆電極305以便覆蓋(η型區(qū)域306和ρ型區(qū)域307之間的)ρη結(jié)，電流不流過(guò)除金屬一半導(dǎo)體界面以外的半導(dǎo)體表面，這是為了降低噪聲所需要的。
[0062]在此實(shí)施例的情況下，歐姆電極305和ρ型區(qū)域307彼此電接觸，并且因此，必須考慮在實(shí)施例1中未考慮的P型區(qū)域307和低載流子濃度層303之間的寄生pn 二極管。然而，至少在其中掩埋的導(dǎo)電層302中的電阻器Rb中的電壓降小于此pn 二極管的擴(kuò)散電勢(shì)的區(qū)域，可以使用該二極管元件而不會(huì)有問(wèn)題。例如，Si的pn 二極管的擴(kuò)散電勢(shì)大約是
0.6V，并且因此，在使用帶有流過(guò)具有大約I Ω到10 Ω的電阻的電阻器Rb的在大約600mA到60mA內(nèi)的電流的二極管元件的情況下，不需要考慮這樣的pn 二極管。
[0063]在圖3A中所示出的結(jié)構(gòu)中，肖特基電極304的區(qū)域少量地與P型區(qū)域307的區(qū)域重疊。在下列估計(jì)的范圍內(nèi)允許區(qū)域的重疊。當(dāng)與η型半導(dǎo)體組合地使用時(shí)要成為肖特基電極304的電極材料當(dāng)與ρ型半導(dǎo)體組合地使用時(shí)經(jīng)常成為歐姆電極。當(dāng)P c/A是IOMΩ或更高時(shí)，由此斷定沒(méi)有電接觸，其中，PC表示接觸電阻率，并且A表示重疊的區(qū)域。假設(shè)肖特基電極304具有圓形形狀，其直徑是0.3 μ m，并且肖特基電極304和ρ型區(qū)域307之間的接觸電阻率P c是0.1MΩ μ m2 (10_3 Qcm2)。然后，計(jì)算出A大約是0.01 μ m2或更小。在圓形形狀的一側(cè)的半徑方向允許最多大約IOnm的重疊?？梢岳斫猓鐖D3B所示，可以提供肖特基電極304以便與ρ型區(qū)域307隔開(kāi)。為了獲得檢測(cè)設(shè)備的較高的截止頻率，使二極管元件小一些是有效的，但是，圖3A中所示出的配置具有較高的尺寸精度余量，并且因此是更理想的。然而，圖3A和3B中所示出的配置都具有降低噪聲的效果。
[0064]實(shí)施例3
[0065]將參考圖4來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3所述的檢測(cè)設(shè)備。此實(shí)施例也是實(shí)施例1的修改示例。此實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，使用半絕緣襯底401，而導(dǎo)電層(高載流子濃度層和低載流子濃度層)402和403由電介質(zhì)408以島狀分離。更具體而言，電極404和405和導(dǎo)電層402和403以島狀置于襯底401上。進(jìn)一步地，導(dǎo)電圖案(天線)4041和4051分別連接到肖特基電極404和歐姆電極405。其他點(diǎn)類(lèi)似于實(shí)施例1中的那些。更具體而言，根據(jù)此實(shí)施例的檢測(cè)設(shè)備包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域406和第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域407。
[0066]在此實(shí)施例中，描述了其中以島狀形成二極管元件部分的檢測(cè)設(shè)備的配置。當(dāng)這樣的島409充分小于要被檢測(cè)的電磁波的波長(zhǎng)時(shí)，近似為集總參數(shù)元件是可能的。尺寸為大約幾個(gè)微米的島409可以被制造出來(lái)并且因此優(yōu)選地作為用于從毫米波段到太赫波段的波段中的檢測(cè)設(shè)備。因此，所有區(qū)域，包括空氣，除充分小的導(dǎo)電部分402，403，404，405，406，以及407以外，都是電介質(zhì)，可以通過(guò)導(dǎo)電圖案4041和4051輕松地控制場(chǎng)(電場(chǎng))。例如，作為天線4041和4051，可以集成共振型偶極天線或隙縫天線，或可以集成寬帶對(duì)數(shù)周期天線。這樣的對(duì)稱(chēng)天線的類(lèi)型的數(shù)量大，并且因此，對(duì)稱(chēng)天線適合于檢測(cè)設(shè)備。也可以在導(dǎo)電圖案4041和4051的一部分中提供傳輸線路。進(jìn)一步地，也可以使用諸如二極管元件和天線之間的阻抗匹配之類(lèi)的現(xiàn)有的微波技術(shù)。
[0067]襯底401在將進(jìn)行檢測(cè)的頻帶中作為電介質(zhì)。如果襯底401不吸收大量的自由載流子就足夠了，除半絕緣GaAs和InP襯底之外，也可以使用具有相對(duì)較高的電阻率的FZ-Si襯底。當(dāng)頻率區(qū)域是ITHz或更高時(shí)，也可以使用具有20 Ω cm或更高的電阻率的CZ (MCZ) -Si襯底。類(lèi)似地，作為電介質(zhì)408，只須使用在將進(jìn)行檢測(cè)的頻帶中具有小介電損耗的電介質(zhì)，并且可以使用氧化物膜SiO或氮化物膜SiN。在太赫波段，也可以使用苯并環(huán)丁烯(BCB)。
[0068]可以理解，也可以集成非對(duì)稱(chēng)天線。圖5示出了此實(shí)施例的修改示例。代替如在上文所提及的專(zhuān)利文獻(xiàn)I的元件中那樣使用襯底作為地電極，使用歐姆電極405作為地導(dǎo)體圖案5051。在此修改的示例中，襯底401的電阻率可以低，也可以高。在任何情況下，形成地電極以便包括地導(dǎo)體圖案5051、高載流子濃度層402，以及第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域406。可以形成作為上部電極的導(dǎo)體圖案5041，以便與這樣的地電極相對(duì)，使得可以輕松地形成非對(duì)稱(chēng)天線。例如，可以集成共振型補(bǔ)片天線。
[0069]在下文中，作為示例，描述了更具體的二極管元件和檢測(cè)設(shè)備。
[0070]示例 I
[0071]描述對(duì)應(yīng)于實(shí)施例3并且比實(shí)施例3更具體的本發(fā)明的示例I。將參考圖6來(lái)描述根據(jù)此示例的檢測(cè)設(shè)備。圖6中所示出的此示例是可以用于檢測(cè)電磁波的合適的二極管元件的示例。
[0072]在此示例中，使用Si襯底作為襯底601。使用根據(jù)FZ方法通過(guò)上拉形成的具有IkQcm的高電阻率的材料。采用電子作為載流子。η型載流子濃度和高載流子濃度層(夕卜延層)602的厚度分別是5 X IO19CnT3和400nm。η型載流子濃度和低載流子濃度層(外延層)603的厚度分別是5X IO17CnT3和lOOnm。在作為第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域的離子注入?yún)^(qū)606，從半導(dǎo)體表面向200nm的深度處注入磷(P)，而區(qū)域606是η型的。在區(qū)域606，電子的數(shù)量就濃度而言為5X IO19CnT3或更高?？梢岳斫猓部梢宰⑷肷?As)。在作為第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域的離子注入?yún)^(qū)607，從半導(dǎo)體表面向50nm的深度處注入硼(B)，而區(qū)域607是ρ型的。在區(qū)域607中，空穴的數(shù)量，就濃度而言，大約是5X1018cm_3。那些區(qū)域606和607排列成彼此接觸。
[0073]歐姆電極605被放置成使得第一離子注入?yún)^(qū)606緊挨歐姆電極605的下面，并與具有相對(duì)較高的濃度的P型區(qū)域607歐姆接觸。在此示例中，使用Ti作為用于歐姆電極605的電極材料。進(jìn)一步地，肖特基電極604被放置成不與第二離子注入?yún)^(qū)607電接觸，并與具有相對(duì)低濃度的低載流子濃度層603 —起形成肖特基勢(shì)壘。在此示例中，使用Ti作為用于肖特基電極604的電極材料。由Ti構(gòu)成的肖特基電極604和歐姆電極605中的每一個(gè)的厚度是200nm，但是，本發(fā)明不僅限于此，厚度可以更小或更大。如此，形成可以應(yīng)用本發(fā)明的二極管元件。
[0074]為了形成可以應(yīng)用本發(fā)明的檢測(cè)設(shè)備，形成包括半導(dǎo)體602、603、606以及607的島609。島的大小大約是50 μ m2或更小，以便檢測(cè)大于或等于0.5THz以及小于或等于3THz的頻帶中的電磁波，其側(cè)面被設(shè)計(jì)成大約是7μ m。進(jìn)一步地,島609被埋在SiO2的電介質(zhì)608中，并且肖特基電極604和歐姆電極605分別通過(guò)接觸孔連接到Ti/Al等的金屬圖案(天線)6041和6051。請(qǐng)注意，肖特基電極604的直徑被設(shè)計(jì)成是0.6 μ m，并且肖特基電極604和歐姆電極605之間的距離被設(shè)計(jì)成是I μ m，以便RC低通濾波器的截止頻率大約是3THz0
[0075]作為包括這樣的二極管結(jié)構(gòu)的兩個(gè)電極作為輸出端口的集成天線的示例，在本示例中使用了對(duì)數(shù)周期天線(圖6的下半部)。設(shè)計(jì)天線6041和6051中的每一個(gè)，以便到外面的直徑是250 μ m,到最里面的側(cè)面的直徑是10 μ m,具有0.7的對(duì)數(shù)周期的梳齒的數(shù)量是9，梳齒的角度是45度。使用高頻的完整電磁仿真器HFSS vl2 (由Ansoft公司制造)來(lái)模擬這樣的結(jié)構(gòu)。確認(rèn)可以檢測(cè)0.2到2.5THz的寬頻帶中的電磁波。如此，形成了包括用于在肖特基電極和歐姆電極之間感應(yīng)要被檢測(cè)的電磁波的電場(chǎng)分量的天線以及二極管元件的檢測(cè)設(shè)備。在該檢測(cè)設(shè)備中，使用肖特基電極和歐姆電極作為天線的輸出端口。
[0076]對(duì)于檢測(cè)，由例如電流測(cè)量單元(未示出)通過(guò)讀出線6052a和6052b讀取檢測(cè)電流。在此情況下，可以通過(guò)電壓施加單元等(未示出)向讀出線6052a和6052b施加偏壓，以將電壓設(shè)置在二極管元件的操作點(diǎn)。在本示例的二極管元件的情況下，當(dāng)電壓偏置到大約OV時(shí),靈敏度聞。最佳偏壓取決于肖特基電極604的電極材料等。對(duì)于本不例的配置，當(dāng)肖特基電極604由諸如Ti之類(lèi)的具有相對(duì)低的功函數(shù)的電極材料制成時(shí)，最佳偏壓是大約OV的正向偏壓，而當(dāng)肖特基電極604由諸如Pt或Pd之類(lèi)的具有相對(duì)高的功函數(shù)的電極材料制成時(shí)，最佳偏壓是大約0.3到0.5V的正向偏壓。
[0077]此示例的檢測(cè)設(shè)備可以以下列方式來(lái)制造。首先，在Si襯底601上層疊外延層602和603。為實(shí)現(xiàn)晶體生長(zhǎng)，可以應(yīng)用CVD、MBE等。然后，以IOOnm的厚度形成等離子CVD氧化物膜。在等離子氧化物膜生長(zhǎng)之后，執(zhí)行圖案化，以便抗蝕劑保留在對(duì)應(yīng)于將要形成島609的區(qū)域的部分中。在通過(guò)普通噴涂、曝光以及顯影過(guò)程將形成島609的部分中形成抗蝕劑之后，使用抗蝕劑作為掩膜，蝕刻作為底層的等離子氧化物膜。可以應(yīng)用活性離子蝕刻(RIE)設(shè)備等，并且可以使用CF4和O2等的氣體混合物，以便可以輕松地去除該氧化物膜。接下來(lái)，通過(guò)使用有機(jī)溶劑去除上文所提及的抗蝕劑。然后，使用圖案化的等離子氧化物膜作為掩膜，蝕刻出高載流子濃度層602和低載流子濃度層603。可以利用基于鹵素的氣體，諸如SF6或Cl，通過(guò)干蝕刻輕松地實(shí)現(xiàn)蝕刻。在此情況下，優(yōu)選地，蝕刻達(dá)到襯底601，以便獲得與相鄰的器件的電絕緣。
[0078]然后，通過(guò)在緩沖的氫氟酸等等中浸沒(méi)，去除作為等離子氧化物膜的硬掩膜。在蝕刻島609的過(guò)程中使用等離子氧化物膜作為硬掩膜的原因是，利用抗蝕劑作為掩膜在刻蝕過(guò)程中易于獲得選擇比率，并且等離子氧化物膜適合于降低由高載流子濃度層602和低載流子濃度層603所引起的抗蝕劑的組分的打出(knock-on)。接下來(lái)，圖案化抗蝕劑，以便去除將形成離子注入?yún)^(qū)607的部分。然后，在IOkeV并以I X IO12離子/cm2的密度，離子注入硼。這導(dǎo)致區(qū)域607中的低載流子濃度層603成為大約5 X IO18CnT3的雜質(zhì)密度的ρ型的區(qū)域，以形成P型雜質(zhì)區(qū)域607。接下來(lái)，在去除在圖案化區(qū)域607時(shí)使用的抗蝕劑之后，圖案化抗蝕劑，以便去除將形成區(qū)域606的部分。
[0079]在這樣的過(guò)程中，優(yōu)選地，區(qū)域606在某種程度上重疊區(qū)域607。原因是，從限制η型載流子更多地流入到區(qū)域606的觀點(diǎn)來(lái)看，在區(qū)域607和區(qū)域606之間不存在間隔是首選的。接下來(lái)，通過(guò)在80keV并以IXlO14離子/cm2的密度進(jìn)行As離子注入，以大約5 X IO19CnT3的雜質(zhì)密度形成高濃度η型雜質(zhì)區(qū)域606，以便與高載流子濃度層602接觸。通過(guò)在熱處理爐內(nèi)或燈退火爐中在諸如N2或Ar的惰性氣體中，在850到1，000°C退火，激活摻雜在區(qū)域606和607中的雜質(zhì)。在區(qū)域606和區(qū)域607重疊的區(qū)域中，區(qū)域606中的η型雜質(zhì)的量大約是區(qū)域607中的ρ型雜質(zhì)的量的十倍，并且因此，該區(qū)域中的導(dǎo)電類(lèi)型完全變?yōu)棣切汀?br> [0080]接下來(lái)，圖案化抗蝕劑，以便去除將形成電極604和605的部分。然后，使用電子束沉積來(lái)形成厚度為200nm的Ti膜。然后，通過(guò)所謂的剝離法(lift-off)來(lái)形成電極604和605，其中，浸沒(méi)在有機(jī)溶劑中以去除Ti，將形成電極604和605的部分除外。在形成電極的過(guò)程中使用剝離法，以便避免由于處理中的損壞在低載流子濃度層603中產(chǎn)生缺陷。接下來(lái)，形成等離子氧化物膜的絕緣膜(電介質(zhì))608。當(dāng)作為底層的島609和電極604和605中的不規(guī)則性可以通過(guò)等離子氧化物膜反映以在圖案化稍后描述的對(duì)數(shù)周期天線時(shí)具有焦深不足等效應(yīng)時(shí)，可以執(zhí)行下列過(guò)程。具體而言，在執(zhí)行在等離子氧化物膜中掩埋之后，可以通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)來(lái)平面化氧化物膜。然后，圖案化抗蝕劑，以便在電極604和605上方進(jìn)行去除，并執(zhí)行通孔蝕刻?？梢詫⑸衔乃峒暗腞IE等等應(yīng)用于蝕刻，可以應(yīng)用CF4等作為氣體。在去除抗蝕劑之后，通過(guò)分別濺射厚度IOnm和200nm，連續(xù)地形成Ti/Al膜。在膜形成之后，圖案化抗蝕劑，以便形成對(duì)數(shù)周期天線6041和6051，并且使用上文所提及的RIE設(shè)備或帶有更高等離子體密度的電子回旋共振(ECR)蝕刻設(shè)備，并施加基于鹵素的氣體，以去除Ti/Al的不需要的部分。去除抗蝕劑，并且通過(guò)上文所描述的過(guò)程，完成此示例的元件。應(yīng)注意，在此示例中使用了離子注入法，但是，本發(fā)明不僅限于此，也可以使用擴(kuò)散法來(lái)引入雜質(zhì)。
[0081]為確認(rèn)，在室溫下評(píng)估此示例的二極管元件的噪聲特性。為了進(jìn)行比較，圖8A是示出了此示例的檢測(cè)設(shè)備的噪聲特性的圖，而圖8B是示出了具有基本上相同的尺寸的常規(guī)橫向型二極管元件的噪聲特性的圖以用于比較。水平軸表示檢測(cè)電流的頻率。測(cè)量是對(duì)于IOHz到1，OOOHz的范圍作出的，其中，通過(guò)使用傅里葉變換譜分析器，Ι/f噪聲頻繁地出現(xiàn)。垂直軸表示噪聲電流，這是通過(guò)使用由Stanford Research Systems, Inc.制造的相對(duì)低噪聲的電流前置放大器SR570測(cè)量的。已知Ι/f噪聲與偏置電流Ib成比例，并且因此，在實(shí)驗(yàn)中，使用20和10 μ A。從圖8Α和8Β可以清楚地看出，此示例的元件(圖8Α)具有比常規(guī)元件(圖8Β)低的Ι/f噪聲。至于斜率，對(duì)于由Ι/fa所表示的頻率依從關(guān)系，存在此示例的元件(圖8A)具有比常規(guī)元件(圖8B)小的a的趨勢(shì)。進(jìn)一步地,在兩個(gè)元件中,無(wú)偏置的噪聲接近于被表達(dá)為V (4kT/Rd)的約翰遜噪聲(熱噪聲)的水平，并且因此，噪聲的大部分可以被視為約翰遜噪聲。肖特基勢(shì)壘的高度在制造時(shí)稍微不同，并且因此，二極管的電阻器Rd的電阻改變，這導(dǎo)致該水平的大約半位的差異，但是，作為要被測(cè)量的Ι/f噪聲的背景，該水平非常低。換言之，在用于在太赫波段進(jìn)行檢測(cè)的肖特基勢(shì)壘二極管中，在視頻頻率中諸如Ι/f噪聲或RTS噪聲的取決于流過(guò)元件的電流的噪聲是主要的。因此，降低這樣的噪聲的此示例的二極管元件作為有效地降低噪聲的橫向型檢測(cè)設(shè)備是極好的。
[0082]進(jìn)一步地，根據(jù)此示例(或本發(fā)明)的多個(gè)檢測(cè)設(shè)備可以設(shè)置成陣列，以形成圖像形成設(shè)備，該圖像形成設(shè)備包括用于基于由多個(gè)檢測(cè)設(shè)備中的每一個(gè)檢測(cè)到的電磁波的電場(chǎng)來(lái)形成電場(chǎng)分布的圖像的圖像形成部分。在此情況下，可以設(shè)置具有不同的天線方向的根據(jù)此示例(或本發(fā)明)的檢測(cè)設(shè)備，以提供適應(yīng)不同的偏振波的圖像形成設(shè)備。進(jìn)一步地，可以設(shè)置不同頻率的共振天線，以提供適應(yīng)不同頻率的圖像形成設(shè)備。
[0083]示例 2
[0084]將參考圖7來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的示例2所述的檢測(cè)設(shè)備。圖7中所示出的此示例是示例I的修改示例。此示例是可以用于放大檢測(cè)信號(hào)的目的的合適的檢測(cè)設(shè)備的示例，并且檢測(cè)信號(hào)可以由在同一個(gè)Si襯底601上集成的MOSFET來(lái)放大。
[0085]根據(jù)此示例的MOSFET包括柵電極701、柵絕緣膜702、源電極703、漏電極704，以及離子注入?yún)^(qū)705。為了放大檢測(cè)信號(hào)，肖特基電極連接到線路706，以便檢測(cè)信號(hào)被輸入到MOSFET的柵電極701，并且由肖特基勢(shì)壘二極管的電阻器、電阻器元件(未示出)等轉(zhuǎn)換的已整流電壓被輸入到M0SFET。在此情況下，根據(jù)目的，選擇歐姆電極605是否連接到源電極703以形成已知的源接地電路或歐姆電極605是否連接到漏電極704以形成已知的源跟隨器電路。從不與肖特基電極604和歐姆電極605中的任何一個(gè)連接的其余電極輸出從MOSFET輸出的放大的檢測(cè)信號(hào)。如此，可以形成包括二極管元件和用于輸出檢測(cè)信號(hào)的晶體管的檢測(cè)設(shè)備，其中，該檢測(cè)設(shè)備和晶體管置于同一個(gè)襯底上。
[0086]此示例的檢測(cè)設(shè)備按如下方式來(lái)制造。首先，使用選擇性外延生長(zhǎng)來(lái)只在島609的部分中執(zhí)行外延層602和603的晶體生長(zhǎng)。然后，使用類(lèi)似于示例I的過(guò)程來(lái)在島609的部分中形成檢測(cè)設(shè)備。然后，使用標(biāo)準(zhǔn)CMOS過(guò)程等來(lái)在Si襯底601上形成M0SFET?？梢酝ㄟ^(guò)標(biāo)準(zhǔn)CMOS過(guò)程來(lái)形成這樣的配置，其中MOSFET作為檢測(cè)設(shè)備的放大器被置于同一個(gè)襯底上，并且因此成本低。進(jìn)一步地，隨著線路706變短，在檢測(cè)信號(hào)中產(chǎn)生的噪聲較小，并且因此，以此方式在同一個(gè)襯底上集成也是方便的，并適于降低NF的目的。[0087] 也在此示例中，根據(jù)此示例(或本發(fā)明)的檢測(cè)設(shè)備可以連接到矩陣線路，并且也可以使用MOSFET作為有源矩陣開(kāi)關(guān)元件，以形成圖像形成設(shè)備，該圖像形成設(shè)備包括用于基于由多個(gè)高密度檢測(cè)設(shè)備中的每一個(gè)檢測(cè)到的電磁波的電場(chǎng)來(lái)形成電場(chǎng)分布的圖像的圖像形成部分。
[0088]雖然是參考示例性實(shí)施例描述本發(fā)明的，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不僅限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。下列權(quán)利要求的范圍應(yīng)該有最廣泛的解釋?zhuān)员惆羞@樣的修改并等效結(jié)構(gòu)和功能。
[0089]本申請(qǐng)要求2011年7月13日提交的N0.2011-154370和2012年5月30日提交的N0.2012-122572的日本專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，這些社情此處以引用的方式全部并入本文中。
[0090]附圖標(biāo)記列表
[0091]101..?襯底
[0092]102..?第一導(dǎo)電類(lèi)型(例如，η型)的高載流子濃度層
[0093]103...第一導(dǎo)電類(lèi)型(例如，η型)的低載流子濃度層
[0094]104...肖特基電極
[0095]105...歐姆電極
[0096]106...第一導(dǎo)電類(lèi)型(例如，η型)的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域
[0097]107...第二導(dǎo)電類(lèi)型(例如，P型)的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域
【權(quán)利要求】
1.一種二極管元件,包括: 第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層； 在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層；以及 在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層的半導(dǎo)體表面上形成的肖特基電極和歐姆電極， 其中: 所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層具有低于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層的載流子濃度的載流子濃度； 所述二極管元件包括緊挨所述歐姆電極下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域；所述二極管元件包括具有不同于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型的第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域被形成為在所述肖特基電極和所述歐姆電極之間的所述半導(dǎo)體表面上不與所述肖特基電極電接觸；以及 所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域接觸。
2.—種二極管元件,包括: 第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層； 在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層；以及 在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層的半導(dǎo)體表面上形成的肖特基電極和歐姆電極， 其中: 所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層具有低于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層的載流子濃度的載流子濃度； 所述二極管元件包括緊挨所述歐姆電極下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域；所述二極管元件包括具有不同于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型的第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域被形成為在所述肖特基電極和所述歐姆電極之間的所述半導(dǎo)體表面上與所述肖特基電極隔開(kāi)；以及 所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域接觸。
3.—種二極管元件,包括: 第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層； 在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層；以及 在所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層的半導(dǎo)體表面上形成的肖特基電極和歐姆電極， 其中: 所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層具有低于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層的載流子濃度的載流子濃度； 所述二極管元件包括緊挨所述歐姆電極下面形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域； 所述二極管元件包括具有不同于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型的第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域是在所述肖特基電極和所述歐姆電極之間的所述半導(dǎo)體表面上形成的； 所述二極管元件在所述肖特基電極和所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域之間具有被設(shè)置為高于所述肖特基電極和所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層之間的接觸電阻值的接觸電阻值；以及 所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一個(gè)所述的二極管元件，其中，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)引入?yún)^(qū)域是在所述肖特基電極周?chē)峁┑摹?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一個(gè)所述的二極管元件，其中，所述肖特基電極和所述歐姆電極，以及所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的低載流子濃度層和所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的高載流子濃度層以島狀設(shè)置于半導(dǎo)體襯底上。
6.—種檢測(cè)設(shè)備,包括: 根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任何一個(gè)所述的二極管元件；以及 用于在所述肖特基電極和所述歐姆電極之間感應(yīng)要被檢測(cè)的電磁波的電場(chǎng)分量的天線， 其中，所述肖特基電極和所述歐姆電極包括所述天線的輸出端口。
7.一種檢測(cè)設(shè)備，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1到5中的 任何一個(gè)所述的二極管元件；以及 用于輸出檢測(cè)信號(hào)的晶體管 其中，所述檢測(cè)設(shè)備和所述晶體管設(shè)置于同一個(gè)襯底上。
8.一種圖像形成設(shè)備，包括設(shè)置成陣列的多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的檢測(cè)設(shè)備， 其中，所述圖像形成設(shè)備基于由多個(gè)檢測(cè)設(shè)備中的每一個(gè)檢測(cè)到的電磁波的電場(chǎng)來(lái)形成電場(chǎng)分布的圖像。
【文檔編號(hào)】H01L31/0224GK103650167SQ201280033860
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月13日
【發(fā)明者】關(guān)口亮太, 古藤誠(chéng) 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社