專利名稱：整流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如電磁波檢測(cè)器件的整流器，并且更特別地涉及用于范圍從毫米波 帶到太赫茲波帶(等于或大于30GHZ并且等于或小于30THZ)的頻帶的電磁波檢測(cè)器件和 整流器、以及使用該電磁波檢測(cè)器件或整流器的設(shè)備。
背景技術(shù)：
迄今為止，已經(jīng)知道熱檢測(cè)器件和量子檢測(cè)器件作為用于范圍從毫米波帶到太赫 茲波帶(等于或大于30GHz并且等于或小于30THz)的頻帶的電磁波檢測(cè)器件。熱檢測(cè)器 件的示例包括微測(cè)輻射熱計(jì)(a-Si或V0X)、焦熱電器件(LiTaO3或TGS)和戈萊盒(Golay cell)。上述熱檢測(cè)器件將由電磁波能量引起的特性的變化轉(zhuǎn)換成熱，并且隨后將溫度的變 化轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)或電阻以便檢測(cè)特性的變化。熱檢測(cè)器件不一定要求冷卻，但是由于熱 交換而具有相對(duì)慢的響應(yīng)。量子檢測(cè)器件的示例包括本征半導(dǎo)體器件(例如MCT (HgCdTe) 光電導(dǎo)器件)和非本征半導(dǎo)體器件。量子檢測(cè)器件捕獲電磁波作為光子，并且檢測(cè)具有小 的帶隙的半導(dǎo)體的光電動(dòng)勢(shì)或其電阻的變化。量子檢測(cè)器件具有相對(duì)快的響應(yīng)但是要求冷 卻，因?yàn)樵陬l率范圍中在室溫的熱能不能被忽略。近年來，使用用于范圍從毫米波帶到太赫茲波帶(等于或大于30GHz并且等于或 小于30THz)的頻帶的整流器的電磁波檢測(cè)器件已經(jīng)被開發(fā)作為具有相對(duì)快的響應(yīng)并且不 需要冷卻的檢測(cè)器。檢測(cè)器捕獲電磁波作為高頻電信號(hào)，并且檢測(cè)從天線接收并且由整流 器整流的高頻電信號(hào)。根據(jù)這種系統(tǒng)，隨著頻帶變得更高，檢測(cè)通常更加困難。這是因?yàn)殡S 著頻帶變得更高，在檢測(cè)器的所有部分中引起的濾波效應(yīng)(filter effect)不能被忽略。因 此，在很多情況下，使用如下的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中天線與具有微結(jié)構(gòu)的整流器直接耦接，以 便抑制濾波效應(yīng)。日本專利申請(qǐng)公開No. H09-162424公開了如上所述的檢測(cè)器。整流器是具有通過 微加工被設(shè)為0. 0007 μ m2 (直徑為0. 03 μ m)的肖特基電極面積的肖特基勢(shì)壘二極管，其通 過CO2激光器來檢測(cè)大約28THz(波長(zhǎng)為10.6μπι)的電磁波。已知肖特基勢(shì)壘二極管被設(shè) 置有具有肖特基勢(shì)壘中的結(jié)電容Cj和串聯(lián)電阻Rs的RC低通濾波器。結(jié)電容Cj與肖特基 電極面積成比例。因此，增大截止頻率fc(= (2 π XRsCj)-1)的最簡(jiǎn)單的方法可以是減少 肖特基電極面積。如下計(jì)算典型肖特基勢(shì)壘二極管的這種關(guān)系。當(dāng)肖特基電極面積通過微 加工而被設(shè)為Iym2(直徑大約為1 μ m)時(shí)，fc被估計(jì)為大約300GHz。當(dāng)肖特基電極面積 通過微加工而被設(shè)為作為上述的1/10的0. 1 μ m2 (直徑大約為0. 3 μ m)時(shí)，fc被估計(jì)為大 約3THz。當(dāng)肖特基電極面積通過微加工而被設(shè)為作為上述的1/10的Ο.ΟΙμπι2(直徑大約 為0. 1 μ m)時(shí)，fc被估計(jì)為大約30THz。

發(fā)明內(nèi)容
然而，通過在包括肖特基勢(shì)壘二極管的傳統(tǒng)的檢測(cè)器中使用微結(jié)構(gòu)來增大截止頻 率的方法具有以下問題。
第一個(gè)問題是要求高度精密的微加工技術(shù)來形成亞微米或納米結(jié)構(gòu)。即，特性的 穩(wěn)定性、產(chǎn)出率的改進(jìn)和成本的降低是必需的，因此僅僅依賴于微加工的方法是不期望的。第二個(gè)問題是串聯(lián)電阻隨著結(jié)構(gòu)的尺寸減小而增大。稱為擴(kuò)展電阻(spreading resistance)的電阻成分被認(rèn)為是在亞微米或納米結(jié)構(gòu)中串聯(lián)電阻增大的因素之一。在 肖特基勢(shì)壘二極管的結(jié)構(gòu)中，擴(kuò)展電阻更可能隨著肖特基電極的直徑變小而增大(參見 Dickens 的 IEEETrans. Microwave Theory and Techniques，Vol. MTT-15，101(1967))。因 此，沒有準(zhǔn)確地估計(jì)肖特基電極面積與截止頻率之間的關(guān)系。實(shí)際上，串聯(lián)電阻隨著尺寸的 減小而增大，由此減小截止頻率。因此，進(jìn)一步要求尺寸的減小，并且因此存在對(duì)通過減小 結(jié)構(gòu)的尺寸來增大截止頻率的限制。鑒于上述情形，根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)器包括包括肖特基電極的肖特基勢(shì)壘部分； 至少一個(gè)對(duì)于肖特基勢(shì)壘部分中的多數(shù)載流子具有整流特性的勢(shì)壘部分；以及與具有整流 特性的勢(shì)壘部分電接觸的歐姆電極。肖特基勢(shì)壘部分與具有整流特性的勢(shì)壘部分連接，使 得當(dāng)在肖特基電極與歐姆電極之間感應(yīng)要被檢測(cè)的電磁波的電場(chǎng)成分時(shí)，流過肖特基勢(shì)壘 部分的檢測(cè)電流的方向與流過具有整流特性的勢(shì)壘部分的電流的檢測(cè)方向一致。同樣鑒于上述情形，根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置包括多個(gè)上述的檢測(cè)器，其中 所述多個(gè)檢測(cè)器被布置成陣列；以及所述多個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)電磁波的電場(chǎng)，基于所述電磁波 的電場(chǎng)來形成電場(chǎng)分布圖像。此外，鑒于上述情形，根據(jù)本發(fā)明的整流器包括包括肖特基電極的肖特基勢(shì)壘部 分；對(duì)于在肖特基勢(shì)壘部分中的多數(shù)載流子具有整流特性的勢(shì)壘部分；以及與整流勢(shì)壘部 分電接觸的歐姆電極。肖特基勢(shì)壘部分和整流勢(shì)壘部分中的每一個(gè)具有在一側(cè)的坡度比另 一側(cè)的坡度大的不對(duì)稱的能帶輪廓(band profile).此外，肖特基勢(shì)壘部分和整流勢(shì)壘部 分彼此連接，使得能帶輪廓的大的坡度的一側(cè)位于肖特基電極的一側(cè)。本發(fā)明的目的是提供出于與減小結(jié)構(gòu)尺寸的觀點(diǎn)不同的觀點(diǎn)而可以增大截止頻 率的檢測(cè)器或整流器。即，根據(jù)本發(fā)明，相同的多數(shù)載流子連續(xù)通過的整流勢(shì)壘部分和肖特 基勢(shì)壘部分整體地用作整流器。因此，根據(jù)本發(fā)明，增大截止頻率的方法不僅僅依賴于結(jié)構(gòu) 的尺寸的減小，并且因此檢測(cè)器可以通過比傳統(tǒng)情況低的精度的微加工技術(shù)來制造。不太 可能產(chǎn)生串聯(lián)電阻，并且因此截止頻率的上限可以被增大為比傳統(tǒng)情況中的更高。從以下參考附圖的示例性實(shí)施例的描述中本發(fā)明更多的特征將變得清晰。


圖IA是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的器件的結(jié)構(gòu)圖。圖IB示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的器件的能帶輪廓。圖IC示出能帶輪廓上的檢測(cè)電流，其在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的器件中流動(dòng)。圖2A是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的器件的結(jié)構(gòu)圖。圖2B示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的器件的能帶輪廓。圖2C示出增大根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的器件中的截止頻率的原因。圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的器件的結(jié)構(gòu)圖。圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的器件的結(jié)構(gòu)圖。圖4A、圖4B和圖4C是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的器件的結(jié)構(gòu)圖。
圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的示例1的器件的結(jié)構(gòu)圖。圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的示例1的器件的能帶輪廓。圖5C示出根據(jù)本發(fā)明的示例1的器件的多數(shù)載流子濃度分布。圖6A示出在根據(jù)示例1的器件的能帶輪廓中與施加的電場(chǎng)(電壓)的關(guān)系。圖6B示出在根據(jù)示例2的器件的能帶輪廓中與施加的電場(chǎng)(電壓)的關(guān)系。圖7A和圖7B示出在根據(jù)示例1的器件中在檢測(cè)響應(yīng)度(responsibility)與施 加的電場(chǎng)(電壓)之間的關(guān)系。圖8A和圖8B示出通過將根據(jù)示例1的器件的作為檢測(cè)性能的效率和噪聲等效功 率(NEP)的頻率相關(guān)性與傳統(tǒng)肖特基勢(shì)壘二極管的作為檢測(cè)性能的效率和NEP的頻率相關(guān) 性進(jìn)行比較而獲得的結(jié)果。圖8C示出根據(jù)示例1的器件的檢測(cè)性能與肖特基電極直徑Φ之間的關(guān)系。圖9Α是示出根據(jù)本發(fā)明的示例2的器件的結(jié)構(gòu)圖。圖9Β示出根據(jù)本發(fā)明的示例2的器件的能帶輪廓。圖9C示出根據(jù)本發(fā)明的示例2的器件的多數(shù)載流子濃度分布。圖IOA和圖IOB示出通過將根據(jù)示例2的器件的作為檢測(cè)性能的效率和噪聲等效 功率(NEP)的頻率相關(guān)性與傳統(tǒng)肖特基勢(shì)壘二極管的作為檢測(cè)性能的效率和NEP的頻率相 關(guān)性進(jìn)行比較而獲得的結(jié)果。圖IlA是示出根據(jù)本發(fā)明的示例3的器件的結(jié)構(gòu)圖。圖IlB示出根據(jù)本發(fā)明的示例3的器件的能帶輪廓。圖IlC示出根據(jù)本發(fā)明的示例3的器件的多數(shù)載流子濃度分布。
具體實(shí)施例方式在下文中，參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的諸如檢測(cè)器的整流器的要點(diǎn)在于，相同的多數(shù)載流子連續(xù)通過的整 流勢(shì)壘和肖特基勢(shì)壘整體地用作整流器，并且在于肖特基電極被用作整流器的一部分?；?于這種想法，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)器的基本結(jié)構(gòu)包括包括肖特基電極的肖特基勢(shì)壘 部分、對(duì)于肖特基勢(shì)壘部分中的多數(shù)載流子具有整流特性的整流勢(shì)壘部分、以及與整流勢(shì) 壘部分電接觸的歐姆電極。肖特基勢(shì)壘部分與整流勢(shì)壘部分連接，使得當(dāng)在肖特基電極與 歐姆電極之間感應(yīng)要被檢測(cè)的電磁波的電場(chǎng)成分時(shí)，流過肖特基勢(shì)壘部分的檢測(cè)電流的方 向與流過整流勢(shì)壘部分的檢測(cè)電流的方向一致。在基本結(jié)構(gòu)中，如下面在第二實(shí)施例中所描述的，可以設(shè)置多個(gè)整流勢(shì)壘部分。在 該情況下，多個(gè)整流勢(shì)壘部分彼此連接，使得當(dāng)在肖特基電極與歐姆電極之間感應(yīng)要被檢 測(cè)的電磁波的電場(chǎng)成分時(shí)，流過各個(gè)整流勢(shì)壘部分的檢測(cè)電流的方向彼此一致。如下面在第三實(shí)施例中所描述的，肖特基勢(shì)壘部分可以包括用于肖特基電極的金 屬和半金屬之一、以及耗盡多數(shù)載流子的實(shí)質(zhì)上本征的(在本申請(qǐng)中，也被僅僅稱為“實(shí)質(zhì) 上本征的”)半導(dǎo)體或本征的半導(dǎo)體。如下面在第一實(shí)施例中所描述的，整流勢(shì)壘部分可以包括多層膜結(jié)構(gòu)，在所述多 層膜結(jié)構(gòu)中依次設(shè)置用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體、本征或?qū)嵸|(zhì)上本征的半導(dǎo) 體、與上述導(dǎo)電類型半導(dǎo)體相反的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體、比上述本征或?qū)嵸|(zhì)上本征的半導(dǎo)體厚并且其為本征或?qū)嵸|(zhì)上本征的半導(dǎo)體以及用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體。如下面在第三實(shí)施例中所描述的，整流勢(shì)壘部分可以包括多層膜結(jié)構(gòu)，在所述多 層膜結(jié)構(gòu)中依次設(shè)置用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體、半金屬、本征或?qū)嵸|(zhì)上本征 的半導(dǎo)體、以及用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體。如下面在第四實(shí)施例中所描述的，整流勢(shì)壘部分可以包括多層膜結(jié)構(gòu)，在所述多 層膜結(jié)構(gòu)中依次設(shè)置用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體、具有比所述導(dǎo)電類型半導(dǎo)體 的帶隙大的帶隙并且為本征或?qū)嵸|(zhì)上本征的半導(dǎo)體、以及用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型 半導(dǎo)體。還可以在同一個(gè)襯底上設(shè)置用于產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的晶體管。如下面在第五實(shí)施例中所描述的，可以設(shè)置用于在肖特基電極與歐姆電極之間感 應(yīng)要被檢測(cè)的電磁波的電場(chǎng)成分的天線。在本申請(qǐng)中，肖特基電極和歐姆電極被設(shè)置作為 天線的輸出端口。多個(gè)檢測(cè)器(其中每一個(gè)檢測(cè)器為上面描述的檢測(cè)器)可以被布置成陣列，以便 實(shí)現(xiàn)用于基于由多個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)的電磁波的電場(chǎng)(即，電場(chǎng)差異)來形成電場(chǎng)分布圖像的 圖像形成裝置。此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的整流器的基本結(jié)構(gòu)包括包括肖特基電極的肖特基勢(shì) 壘部分、對(duì)于肖特基勢(shì)壘部分中的多數(shù)載流子具有整流特性的整流勢(shì)壘部分、以及與整流 勢(shì)壘部分電接觸的歐姆電極。肖特基勢(shì)壘部分和整流勢(shì)壘部分中的每一個(gè)具有不對(duì)稱的能 帶輪廓，在該能帶輪廓中一側(cè)為陡的坡度而另一側(cè)為緩的坡度。肖特基勢(shì)壘部分和整流勢(shì) 壘部分彼此連接，使得能帶輪廓的陡的坡度側(cè)位于肖特基電極的一側(cè)。上述整流器可以被 用作例如檢測(cè)器。根據(jù)實(shí)施例的檢測(cè)器或整流器，增大截止頻率的方法不僅僅依賴于結(jié)構(gòu)的尺寸的 減小，因此檢測(cè)器或整流器可以通過具有比傳統(tǒng)情況低的精度的微加工技術(shù)來制造。另外， 難以產(chǎn)生串聯(lián)電阻，因此截止頻率的上限可以被增大為比傳統(tǒng)情況高。在具有增大的截止頻率的檢測(cè)器和整流器中，即使在例如范圍從毫米波帶到太赫 茲波帶(等于或大于30GHz且等于或小于30THz)的頻帶中，濾波效應(yīng)也被減少，并且因此 不容易增大響應(yīng)度和噪聲等效功率(NEP)。因此，可以提供如下的器件，在該器件中，在頻帶 中，包括響應(yīng)度和NEP的基本的檢測(cè)性能是足夠的，響應(yīng)相對(duì)快速，并且不需要冷卻。器件 結(jié)構(gòu)不僅僅依賴于肖特基勢(shì)壘，因此可以減少或期望地省略典型肖特基勢(shì)壘二極管的必需 的偏置。因此，檢測(cè)器期望地被配置為使得響應(yīng)度的合適的操作點(diǎn)被設(shè)置為零偏置。在該 情況下，可以減少由偏置電流產(chǎn)生的噪聲并且實(shí)現(xiàn)不需要偏置布線的簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)。具有如上所述的效果的器件可以被用作用于感測(cè)的高響應(yīng)度檢測(cè)器或用于在范 圍從毫米波帶到太赫茲波帶(等于或大于30GHz并且等于或小于30THz)的頻帶中成像的 陣列檢測(cè)器。 在下文中，參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)圖IA IC示出根據(jù)第一實(shí)施例的檢測(cè)器。圖IA是示出器件的結(jié)構(gòu)的截面圖，并 且圖IB示出在該器件的結(jié)構(gòu)中的能帶輪廓的部分。在根據(jù)本實(shí)施例的器件中，包括肖特基 電極111的肖特基勢(shì)壘部分101與具有整流特性的整流勢(shì)壘部分102連接。圖IB中示出的肖特基勢(shì)壘110是例如在本征或?qū)嵸|(zhì)上本征的半導(dǎo)體112與由金屬制成的肖特基電極111 連接時(shí)產(chǎn)生的能量勢(shì)壘。具有整流特性的勢(shì)壘120是例如由包括依次設(shè)置的半導(dǎo)體121 125的多層膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的能量勢(shì)壘。半導(dǎo)體121具有用于提供相同的多數(shù)載流子的導(dǎo)電類 型。半導(dǎo)體122是本征或?qū)嵸|(zhì)上本征的。半導(dǎo)體123具有與半導(dǎo)體121的導(dǎo)電類型相反的 導(dǎo)電類型。半導(dǎo)體124比半導(dǎo)體122厚并且是本征或?qū)嵸|(zhì)上本征的。半導(dǎo)體125具有與半 導(dǎo)體121相同的導(dǎo)電類型。在圖IA中，附圖標(biāo)記11表示襯底。整流勢(shì)壘部分102具有公知的被稱為平面摻雜的勢(shì)壘二極管的多層膜結(jié)構(gòu)。能量 勢(shì)壘110和120中的每一個(gè)具有在施加某一方向上的電場(chǎng)時(shí)多數(shù)載流子可以首先通過的結(jié) 構(gòu)。即，通過某一方向上的電場(chǎng)從能量勢(shì)壘110和120發(fā)射多數(shù)載流子(熱電子場(chǎng)致發(fā)射 (thermionic field emission))，并且因此多數(shù)載流子不能通過在與上述某一方向相反的 方向上的電場(chǎng)而隧穿通過能量勢(shì)壘110和120。能量勢(shì)壘110和120中的每一個(gè)的結(jié)構(gòu)具 有這樣的機(jī)制。當(dāng)在被包括于能量勢(shì)壘中且位于一側(cè)的半導(dǎo)體112和124中多數(shù)載流子的 數(shù)量足夠小時(shí)該機(jī)制出現(xiàn)。根據(jù)本實(shí)施例的器件的特征是如下的能帶輪廓，在該能帶輪廓 中只有當(dāng)施加某一方向上的電場(chǎng)(被稱為正向電壓)時(shí)相同的多數(shù)載流子才連續(xù)地通過整 流勢(shì)壘120和肖特基勢(shì)壘110。因此，肖特基勢(shì)壘部分101與整流勢(shì)壘部分102連接，使得 當(dāng)在肖特基電極111和歐姆電極103之間施加正向電壓時(shí)，相同的多數(shù)載流子連續(xù)地通過 整流勢(shì)壘部分102和肖特基勢(shì)壘部分101。換句話說，能量勢(shì)壘110和120中的每一個(gè)具有 不對(duì)稱的能帶輪廓，在該能帶輪廓中在一側(cè)的坡度比另一側(cè)的坡度大，并且大的坡度側(cè)位 于肖特基電極111側(cè)。如上所述的關(guān)系在圖IC中示出。如圖IC中所示出的，在正向電壓的情況下電流在 一個(gè)方向上流動(dòng)，并且在反向電壓的情況下電流不流動(dòng)。在該情況下，必須將歐姆電極103 與位于與肖特基電極111相對(duì)一側(cè)的整流勢(shì)壘部分102的導(dǎo)電半導(dǎo)體125電連接。在根據(jù) 本實(shí)施例的器件中，當(dāng)在肖特基電極111與歐姆電極103之間感應(yīng)要被檢測(cè)的電磁波的電 場(chǎng)成分時(shí)，電流基于上面描述的機(jī)制在一個(gè)方向上流動(dòng)。電流包括頻率與要被檢測(cè)的電磁 波的頻率相等的頻率成分，但是其有效值不為零，并且因此該頻率成分是檢測(cè)電流。因此， 根據(jù)本實(shí)施例的器件被認(rèn)為是所謂的整流器，因此可以被用作整流類型檢測(cè)器。本發(fā)明適用的器件為什么具有增大截止頻率的效果的原因在于，相同的多數(shù)載流 子連續(xù)通過的整流勢(shì)壘120和肖特基勢(shì)壘110整體地用作整流器。因此，根據(jù)本實(shí)施例的 器件的RC—階低通濾波器具有肖特基勢(shì)壘110中的結(jié)電容Cj11Q、整流勢(shì)壘120中的結(jié)電容 Cj120和串聯(lián)電阻Rs。關(guān)于總的結(jié)電容Cj，Cj-1 (Cjllt^Cj12cT1)，因此，與具有相同的肖特基電 極面積的肖特基勢(shì)壘二極管結(jié)構(gòu)相比，根據(jù)本實(shí)施例的器件的總的結(jié)電容Cj可以被抑制 為更小的值，毫無例外。請(qǐng)注意，當(dāng)肖特基電極111被用作整流器的一部分時(shí)，在肖特基電 極111處的接觸電阻不成為串聯(lián)電阻Rs的成分。可以以這樣的方式減少RsCj，因此本發(fā)明適用的器件可以具有增大截止頻率的效 果。換句話說，與具有相同的結(jié)電容Cj的肖特基勢(shì)壘二極管結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明適用的器件 的肖特基電極111的面積可以被增大以具有更大的值。因此，根據(jù)本實(shí)施例的器件，增大截 止頻率的方法不僅僅依賴于結(jié)構(gòu)的尺寸的減小，并且因此器件可以通過具有比傳統(tǒng)情況低 的精度的微加工技術(shù)來制造。例如，在肖特基電極111的直徑比傳統(tǒng)的肖特基電極大的亞 微米結(jié)構(gòu)中的擴(kuò)展電阻可以被抑制為小的值，并且因此截止頻率可以被增大到等于或大于30THz的值。根據(jù)本實(shí)施例的具有如上所述的增大的截止頻率的器件期望地作為用于范圍 從毫米波帶到太赫茲波帶(等于或大于30GHz并且等于或小于30THz)的頻帶的檢測(cè)器。 例如，根據(jù)本實(shí)施例的器件可以被用作用于感測(cè)的高響應(yīng)度檢測(cè)器或用于成像的陣列檢測(cè)
ο(第二實(shí)施例)參考圖2A 2C描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的檢測(cè)器。圖2A和圖2B示出根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器。圖2A是示出檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的截面圖， 并且圖2B示出在該檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)中的能帶輪廓的部分。根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的特征是 如下的能帶輪廓，在該能帶輪廓中當(dāng)施加正向電壓時(shí)相同的多數(shù)載流子連續(xù)地通過多個(gè)整 流勢(shì)壘230和220以及肖特基勢(shì)壘210。分離的整流勢(shì)壘部分202和203以及肖特基勢(shì)壘 部分201彼此連接，使得當(dāng)在肖特基電極211和歐姆電極204之間施加正向電壓時(shí)相同的 多數(shù)載流子連續(xù)地通過肖特基勢(shì)壘部分201以及整流勢(shì)壘部分202和203。因此，根據(jù)本實(shí) 施例的檢測(cè)器被認(rèn)為是所謂的整流器，因此可以被用作整流類型檢測(cè)器。在圖2A中，檢測(cè)器包括襯底21、歐姆電極204、實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體212、用于提供 多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體221、實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體222、具有相反的導(dǎo)電類型的半導(dǎo) 體223以及實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體224。檢測(cè)器還包括用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型半導(dǎo) 體231、實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體232、具有相反的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體233、實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體 234、以及用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體235。根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的RC—階低通濾波器具有肖特基勢(shì)壘210中的結(jié)電容 Cj21。、在分離的整流勢(shì)壘220和230中的結(jié)電容Cj220和Cj230、以及串聯(lián)電阻Rs。關(guān)于總的 結(jié)電容Cj，Cf1 (Cj2icACj22cACj23tT1)，因此，根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的總的結(jié)電容Cj可以 被抑制為比在具有相同的肖特基電極面積的肖特基勢(shì)壘二極管結(jié)構(gòu)中的值小的值，毫無例 外。整流勢(shì)壘部分的數(shù)量可以是任意的。期望地，肖特基勢(shì)壘部分201以及多個(gè)整流勢(shì)壘 部分202和203彼此連接，使得當(dāng)在肖特基電極211和歐姆電極204之間施加正向電壓時(shí)， 相同的多數(shù)載流子連續(xù)地通過分離的整流勢(shì)壘部分。根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的總的結(jié)電容 Cj可以被抑制為比設(shè)置單個(gè)整流勢(shì)壘部分的情況中的值小得多的值。當(dāng)整流勢(shì)壘部分的數(shù)量太大時(shí)，作為串聯(lián)電阻的因素之一的外延層的電阻成分不 能被忽略，并且因此增大截止頻率的效果飽和。在分離的整流勢(shì)壘部分之間的連接部分處 產(chǎn)生外延層的電阻。因此，在典型的情況下，即使在電阻較小時(shí)，外延電阻也與整流勢(shì)壘部 分的數(shù)量成比例。與此相反，結(jié)電容與整流勢(shì)壘部分的數(shù)量成反比，因此，當(dāng)整流勢(shì)壘部分 的數(shù)量太大時(shí)RsCj變?yōu)楹愣ㄖ?。因此，?dāng)串聯(lián)電阻成分中的擴(kuò)展電阻比外延層的電阻大 時(shí)，RsCj的減少效果可以是有效的。例如，當(dāng)亞微米結(jié)構(gòu)中的整流勢(shì)壘部分的數(shù)量少時(shí)，擴(kuò) 展電阻比外延電阻大。如從示出關(guān)系的圖2C中可見的，整流勢(shì)壘部分的有效數(shù)量可以達(dá)到 大約10。根據(jù)本實(shí)施例的如上所述地增大截止頻率的檢測(cè)器期望地作為用于范圍從毫米波 帶到太赫茲波帶(等于或大于30GHz并且等于或小于30THz)的頻帶的檢測(cè)器。(第三實(shí)施例)參考圖3A描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的檢測(cè)器。圖3A是示出根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的截面圖。在根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器 中，肖特基勢(shì)壘部分301與整流勢(shì)壘部分302連接，使得當(dāng)在肖特基電極(半金屬)311與歐姆電極303之間施加正向電壓時(shí)，相同的多數(shù)載流子連續(xù)地通過整流勢(shì)壘部分302和肖 特基勢(shì)壘部分301。在根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器中，肖特基勢(shì)壘是例如在半金屬311與本征或 實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體312連接時(shí)產(chǎn)生的能量勢(shì)壘。用作肖特基電極的半金屬311本身具有 低導(dǎo)電性，并且因此還可以設(shè)置具有高導(dǎo)電性的金屬313。整流勢(shì)壘可以具有例如以下的多層膜結(jié)構(gòu)。該多層膜結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置的用于提 供與肖特基勢(shì)壘部分301的多數(shù)載流子相同的多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型半導(dǎo)體321、半金屬 322、本征或?qū)嵸|(zhì)上本征的半導(dǎo)體323以及具有與半導(dǎo)體321相同的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體324。 勢(shì)壘部分301和302中的每一個(gè)具有多層膜結(jié)構(gòu)，該多層膜結(jié)構(gòu)具有半金屬/半導(dǎo)體結(jié)，并 且被公開在例如 Brown 等人的 IEEE MicrowaveMagazine,Vol. 8,54(2007)中。半金屬 311 和322中的每一個(gè)是例如ErAs薄膜，并且在NaCl結(jié)構(gòu)的情況中具有與GaAs襯底或InP襯 底的晶格常數(shù)接近的晶格常數(shù)。期望地選擇GaAs系統(tǒng)或InP系統(tǒng)(包括InGaAs)作為半 導(dǎo)體312、321、323和324中的每一個(gè)。即使在本實(shí)施例中，在整流勢(shì)壘部分302中的能量 勢(shì)壘也具有只在施加正向電壓之后多數(shù)載流子才可以通過的結(jié)構(gòu)。因此，根據(jù)本實(shí)施例的 檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)也被認(rèn)為是所謂的整流器，因此可以被用作整流類型檢測(cè)器。在圖3A中，附 圖標(biāo)記31表示襯底。與具有相同的肖特基電極面積的肖特基勢(shì)壘二極管結(jié)構(gòu)相比，根據(jù)本實(shí)施例的檢 測(cè)器的總的結(jié)電容Cj可以被抑制為更小的值，毫無例外。根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器，可以從 傳統(tǒng)已知的多層膜結(jié)構(gòu)中選擇整流勢(shì)壘部分的結(jié)構(gòu)。即使當(dāng)選擇任何多層膜結(jié)構(gòu)時(shí)，與具 有相同的肖特基電極面積的肖特基勢(shì)壘二極管結(jié)構(gòu)相比，根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的總的結(jié) 電容Cj也可以被抑制為更小的值，毫無例外。因此，根據(jù)其它附加的目的來選擇本發(fā)明適 用的檢測(cè)器的整流勢(shì)壘部分。根據(jù)本實(shí)施例的具有半金屬/半導(dǎo)體結(jié)的多層膜結(jié)構(gòu)(整流 勢(shì)壘部分302)的特征，在調(diào)整半導(dǎo)體組成時(shí)，可以設(shè)計(jì)響應(yīng)度的合適的操作點(diǎn)。因此，根據(jù) 本實(shí)施例，可以執(zhí)行在肖特基勢(shì)壘二極管中困難的零偏置操作，因此可以減少通過偏置電 流產(chǎn)生的噪聲并且可以實(shí)現(xiàn)不需要偏置布線的簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)。(第四實(shí)施例)參考圖3B描述根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的檢測(cè)器。圖3B是示出根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的截面圖。在根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器 中，肖特基勢(shì)壘部分401與整流勢(shì)壘部分402連接，使得當(dāng)在肖特基電極411與歐姆電極 403之間施加正向電壓時(shí)，相同的多數(shù)載流子連續(xù)地通過整流勢(shì)壘部分402和肖特基勢(shì)壘 部分401。在根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器中，整流勢(shì)壘可以具有例如以下的多層膜結(jié)構(gòu)。該多層 膜結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置的具有用于提供與肖特基勢(shì)壘部分401的多數(shù)載流子相同的多數(shù)載 流子的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體421、具有比半導(dǎo)體421的帶隙大的帶隙并且為本征或?qū)嵸|(zhì)上本 征的半導(dǎo)體422、以及具有與半導(dǎo)體421相同的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體423。整流勢(shì)壘部分402具有如下的多層膜結(jié)構(gòu)，所述多層膜結(jié)構(gòu)具有所謂的半導(dǎo)體異 質(zhì)結(jié)，并且在例如Chen等人的Appl. Phys. Lett.，Vol. 70，1551 (1997)中被討論。具有大的 帶隙的半導(dǎo)體422是例如GaP，并且具有更小的帶隙的半導(dǎo)體421是例如InAs (薄膜)。期 望地選擇GaP系統(tǒng)作為半導(dǎo)體412和423中的每一個(gè)。此外，在本實(shí)施例中，在整流勢(shì)壘部 分402中的能量勢(shì)壘具有只在施加正向電壓之后多數(shù)載流子才可通過的結(jié)構(gòu)。因此，根據(jù) 本實(shí)施例的檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)也被認(rèn)為是所謂的整流器，因此可以被用作整流類型檢測(cè)器。在
10圖3B中，附圖標(biāo)記41表示襯底。根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的總的結(jié)電容Cj可以被抑制為比具有相同的肖特基電極 面積的肖特基勢(shì)壘二極管結(jié)構(gòu)中的值小的值，毫無例外。即使在根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的 情況下，也可以從迄今為止已知的多層膜結(jié)構(gòu)中選擇整流勢(shì)壘部分的結(jié)構(gòu)。即使當(dāng)選擇任 何多層膜結(jié)構(gòu)時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的總的結(jié)電容Cj也可以被抑制為比具有相同的 肖特基電極面積的肖特基勢(shì)壘二極管結(jié)構(gòu)中的值小的值，毫無例外。因此，根據(jù)其它附加的 目的來選擇本發(fā)明適用的檢測(cè)器的整流勢(shì)壘部分。根據(jù)在本實(shí)施例中的具有半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié) 的多層膜結(jié)構(gòu)(整流勢(shì)壘部分402)的特征，表示是否執(zhí)行理想的熱電子場(chǎng)致發(fā)射的η值 (理想因子)接近于理想值。因此，響應(yīng)度可以接近最大理論響應(yīng)度。在根據(jù)上述的第一實(shí)施例、第二實(shí)施例、第三實(shí)施例和第四實(shí)施例中的每個(gè)實(shí)施 例的檢測(cè)器中，電子或空穴可以被用作多數(shù)載流子。在例如圖IB中示出的能帶輪廓是導(dǎo)帶 輪廓，并且因此多數(shù)載流子是電子。在表示能量的縱座標(biāo)被顛倒以用于價(jià)帶時(shí)，表現(xiàn)出多數(shù) 載流子是空穴的能帶輪廓。在典型的情況下，期望選擇具有高遷移率的電子，因?yàn)榭梢钥s短 延遲時(shí)間。延遲時(shí)間可以根據(jù)所選擇的半導(dǎo)體而被抑制為足夠小的值。例如，可以選擇Si 系統(tǒng)、GaAs系統(tǒng)、InP系統(tǒng)(包括InGaAs)、InAs系統(tǒng)或InSb系統(tǒng)作為半導(dǎo)體中的每一個(gè)。 在這些系統(tǒng)中后面的系統(tǒng)是期望的，因?yàn)槎鄶?shù)載流子具有高遷移率并且因此可以增大截止 頻率。與此相反，在選擇Si系統(tǒng)時(shí)，使用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(CM0SFET) 或雙極型互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(BiCMOS HBT)的放大器可以被集成在 相同的襯底上。(第五實(shí)施例)參考圖4Α 4C描述根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的檢測(cè)器。圖4Α 4C示出根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器。圖4Α是示出檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的部分的截 面圖，圖4Β是示出檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的頂視圖，并且圖4C是示出使用根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的 陣列檢測(cè)器的透視圖。圖4Α與圖4Β的4Α-4Α的截面對(duì)應(yīng)。在根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器中， 肖特基勢(shì)壘部分501與整流勢(shì)壘部分502連接，使得當(dāng)在肖特基電極511與歐姆電極503 之間施加正向電壓時(shí)，相同的多數(shù)載流子連續(xù)地通過整流勢(shì)壘部分502和肖特基勢(shì)壘部分 501。因此，根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是所謂的整流器，因此可以被用作整流類 型檢測(cè)器。在圖4Α中，檢測(cè)器包括實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體512、具有用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo) 電類型的半導(dǎo)體521、實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體522、具有相反的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體523、實(shí)質(zhì)上 本征的半導(dǎo)體524以及具有用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體525。在根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器中，為了在肖特基電極511與歐姆電極503之間感應(yīng)要 被檢測(cè)的電磁波的電場(chǎng)成分，最簡(jiǎn)單的是使用天線504。天線將接收的電磁波的電流和電場(chǎng) (電壓)輸出到輸出端口。在頻帶低時(shí)，通常使用在其中輸出端口與傳輸線連接以便將電壓 和電流輸入到整流器的電路。然而，在范圍從毫米波帶到太赫茲波帶(等于或大于30GHz 且等于或小于30THz)的頻帶中，傳輸線引起損失并且在傳輸線的連接部分處的寄生電抗 不能被忽略。當(dāng)在根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器中與肖特基電極511和歐姆電極503這兩個(gè)電極對(duì)應(yīng) 地設(shè)置天線504的輸出端口時(shí)，可以去除上述的影響。因此，整流器被形成為臺(tái)面(mesa)形狀以用于隔離，并且半絕緣襯底51和電介質(zhì)52被用來設(shè)置這兩個(gè)電極。臺(tái)面形狀可以 是臺(tái)面類型或反向臺(tái)面類型。本發(fā)明不限于此?？梢允褂霉碾x子注入執(zhí)行該隔離。在 兩個(gè)電極與讀取布線505連接時(shí)，可以讀取檢測(cè)電流。陣列檢測(cè)器可以被用于包括用于基 于變化的檢測(cè)電流來形成電場(chǎng)分布圖像的圖像形成部分的圖像形成裝置。在根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器中，例如，對(duì)數(shù)周期天線被用作天線504?？梢愿鶕?jù)其它 附加的目的來選擇用于本發(fā)明適用的檢測(cè)器的天線。諸如對(duì)數(shù)周期天線或螺旋天線的自互 補(bǔ)天線具有優(yōu)秀的寬帶特性，并且因此作為能夠檢測(cè)具有非常寬頻帶的電磁波的檢測(cè)器是 有效的。具有諧振頻率特性的縫隙天線和偶極子天線中的每一個(gè)作為用于限制接收的頻帶 的檢測(cè)器是有效的?？梢源嬖谑褂矛F(xiàn)有的微波技術(shù)改進(jìn)特定的頻帶中的效率的方法，諸如 設(shè)置具有短截線(stub)的輸出端口的方法。頻帶的控制可以用于諸如顏色分離(頻率分離)的應(yīng)用。如圖4C中所示出的硅 半球形透鏡506可以被設(shè)置在天線的上表面之上，作為用于改進(jìn)與平面天線的耦接效率的 耦接部件?？商娲?，通過微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)工藝制造的喇叭天線可以被設(shè)置在上表面之 上。如上所述的根據(jù)本實(shí)施例的檢測(cè)器期望地作為用于范圍從毫米波帶到太赫茲波帶(等 于或大于30GHz并且等于或小于30THz)的頻帶的檢測(cè)器。[示例]在下面的示例中描述更具體的結(jié)構(gòu)。(示例 1)圖5A 5C示出根據(jù)示例1的檢測(cè)器。圖5A是示出檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的截面圖，圖5B 示出檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)的能帶輪廓的部分，并且圖5C示出檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)的 電子密度分布。在根據(jù)本示例的檢測(cè)器中，包括Pt/Au肖特基電極811的肖特基勢(shì)壘部分801與 包括對(duì)于電子具有整流特性的GaAs半導(dǎo)體多層膜的整流勢(shì)壘部分802連接。當(dāng)Pt/Au肖 特基電極811與其電子密度為2X IO18CnT3的n-GaAs層812連接時(shí)產(chǎn)生肖特基勢(shì)壘810。 n-GaAs層812由實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體形成的狀態(tài)可以從如下的點(diǎn)看出如圖5C中所示出 的，n-GaAs層812的電子密度足夠低并且是缺乏的。n-GaAs層812的厚度被設(shè)為50nm從 而等于耗盡層的厚度?；谛ぬ鼗饘?811)和實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體(812)的較少的組合 的相容性來確定肖特基勢(shì)壘810的高度。在本示例中，選擇Pt層811和GaAs層812的組 合，并且因此用實(shí)驗(yàn)方法已知高度為大約0. SeV0通過以下的多層膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生整流勢(shì)壘820。該多層膜結(jié)構(gòu)包括依次設(shè)置的、其電子 密度為3X IO18CnT3的n+GaAs層821、未摻雜的GaAs層822、通過δ摻雜而將其空穴面密度 (sheet density)設(shè)為1 X IO12CnT2的δ摻雜的p-GaAs層823、比未摻雜的GaAs層822厚 的未摻雜的GaAs層824、以及其電子密度為3 X 1018cm_3的n+GaAs層825。在平面摻雜的勢(shì) 壘二極管結(jié)構(gòu)中，已知的是δ摻雜的p-GaAs層823的空穴密度確定能量勢(shì)壘高度。在本 示例中，進(jìn)行設(shè)計(jì)使得高度為大約0. 3eV。已知的是，未摻雜的GaAs層822與未摻雜的GaAs層824之間的厚度比確定η值。 必須使未摻雜的GaAs層824比未摻雜的GaAs層822厚。在本示例中，進(jìn)行設(shè)計(jì)使得在 20nm 400nm的情況下η值為1.05。為了供應(yīng)載流子，使n+GaAs層821和825在具有相 對(duì)高的電子密度的情況下變得足夠地厚。為了減少在n+GaAs層825和歐姆電極803之間的擴(kuò)展電阻，還設(shè)置其電子密度為1 X IO19CnT3的n+GaAs層826。可以設(shè)置典型用于GaAs系 統(tǒng)的AuGe/Ni/Au電極作為歐姆電極803。在GaAs襯底81被用作用于肖特基勢(shì)壘部分801 和整流勢(shì)壘部分802的襯底時(shí)，實(shí)現(xiàn)晶格匹配。例如，各個(gè)半導(dǎo)體層的厚度如表1所示。在 表1中，例如，2E17表示2X IO170(表 1)
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)器，包括包括肖特基電極的肖特基勢(shì)壘部分；至少一個(gè)對(duì)于在所述肖特基勢(shì)壘部分中的多數(shù)載流子具有整流特性的勢(shì)壘部分；以及與所述具有整流特性的勢(shì)壘部分電接觸的歐姆電極，其中所述肖特基勢(shì)壘部分與所述具有整流特性的勢(shì)壘部分連接，使得當(dāng)在所述肖特基 電極與所述歐姆電極之間感應(yīng)要被檢測(cè)的電磁波的電場(chǎng)成分時(shí)，流過所述肖特基勢(shì)壘部分 的檢測(cè)電流的方向與流過所述具有整流特性的勢(shì)壘部分的電流的檢測(cè)方向一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，還包括多個(gè)所述具有整流特性的勢(shì)壘部分，其中所述多個(gè)所述具有整流特性的勢(shì)壘部分連接，使得當(dāng)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)成分時(shí)，流過所述多個(gè)所述具有整流特性的勢(shì)壘 部分的各個(gè)檢測(cè)電流的方向彼此一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其中所述肖特基勢(shì)壘部分包括形成所述肖特基電 極的金屬和半金屬之一、以及能夠耗盡多數(shù)載流子的實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體和本征半導(dǎo)體之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其中所述具有整流特性的勢(shì)壘部分包括多層膜結(jié) 構(gòu)，在所述多層膜結(jié)構(gòu)中依次設(shè)置具有用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體、能夠耗 盡多數(shù)載流子的實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體和本征半導(dǎo)體之一、導(dǎo)電性與具有所述導(dǎo)電類型的所 述半導(dǎo)體相反的半導(dǎo)體、比所述實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體和本征半導(dǎo)體之一厚的能夠耗盡多數(shù) 載流子的另一實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體和另一本征半導(dǎo)體之一、以及具有用于提供多數(shù)載流子 的導(dǎo)電類型的另一半導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其中所述具有整流特性的勢(shì)壘部分包括多層膜結(jié) 構(gòu)，在所述多層膜結(jié)構(gòu)中依次設(shè)置具有用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體、半金屬、 能夠耗盡多數(shù)載流子的實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體和本征半導(dǎo)體之一、以及具有用于提供多數(shù)載 流子的導(dǎo)電類型的另一半導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其中所述具有整流特性的勢(shì)壘部分包括多層膜結(jié) 構(gòu)，在所述多層膜結(jié)構(gòu)中依次設(shè)置具有用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體、具有比 具有所述導(dǎo)電類型的所述半導(dǎo)體大的帶隙的能夠耗盡多數(shù)載流子的實(shí)質(zhì)上本征的半導(dǎo)體 和本征半導(dǎo)體之一、以及具有用于提供多數(shù)載流子的導(dǎo)電類型的另一半導(dǎo)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其中所述多數(shù)載流子包括電子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，還包括用于產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的晶體管，其中所述檢測(cè)器和所述晶體管被設(shè)置在同一襯底上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，還包括用于在所述肖特基電極與所述歐姆電極之間 感應(yīng)要被檢測(cè)的電磁波的電場(chǎng)成分的天線，其中所述肖特基電極和所述歐姆電極被設(shè)置作為所述天線的輸出端口。
10.一種圖像形成裝置，包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其中所述多個(gè)檢測(cè)器被布置成陣列；以及所述多個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)電磁波的電場(chǎng)，基于所述電磁波的電場(chǎng)形成電場(chǎng)分布圖像。
11.一種整流器，包括包括肖特基電極的肖特基勢(shì)壘部分；對(duì)于在所述肖特基勢(shì)壘部分中的多數(shù)載流子具有整流特性的勢(shì)壘部分；以及 與所述具有整流特性的勢(shì)壘部分電接觸的歐姆電極，其中所述肖特基勢(shì)壘部分和所述具有整流特性的勢(shì)壘部分中的每一個(gè)具有不對(duì)稱的能帶 輪廓，所述能帶輪廓在一側(cè)的坡度比另一側(cè)的坡度大；以及所述肖特基勢(shì)壘部分和所述具有整流特性的勢(shì)壘部分彼此連接，使得能帶輪廓的大的 坡度的一側(cè)位于所述肖特基電極一側(cè)。
全文摘要
提供了出于與減小結(jié)構(gòu)尺寸的觀點(diǎn)不同的觀點(diǎn)而可以增大截止頻率的諸如檢測(cè)器的整流器。該整流器包括包括肖特基電極(111)的肖特基勢(shì)壘部分(101)；對(duì)于在肖特基勢(shì)壘部分中的多數(shù)載流子具有整流特性的勢(shì)壘部分(102)；以及與具有整流特性的勢(shì)壘部分電接觸的歐姆電極(103)，其中肖特基勢(shì)壘部分和具有整流特性的勢(shì)壘部分中的每一個(gè)具有其在一側(cè)的坡度比另一側(cè)的坡度大的不對(duì)稱的能帶輪廓，以及肖特基勢(shì)壘部分和具有整流特性的勢(shì)壘部分彼此連接使得能帶輪廓的陡的坡度側(cè)位于肖特基電極一側(cè)。
文檔編號(hào)H01L31/108GK102113122SQ20098012946
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
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