金属电极结构及其制备方法、肖特基势垒二极管与流程

本申请涉及固态太赫兹电子器件，特别是涉及一种金属电极结构及其制备方法、肖特基势垒二极管。

背景技术：

1、在空间技术领域，太赫兹波的应用主要集中在雷达和成像、通信、对地遥感、宇宙探测、航天器无损探测等几个方面。相对于微波和激光等其他波段，thz雷达探测系统具有适中的搜索能力和覆盖范围，空间分辨率和角分辨能力较好，并且具有良好的抗干扰能力，在高空飞艇探测、卫星和航天器预警雷达、航天器星体着陆场成像等领域有很好的应用前景。

2、肖特基势垒二极管依靠其非线性特性被应用于太赫兹混频器中，肖特基势垒二极管的截止频率通常是混频器工作频率的10倍以上。肖特基势垒二极管作为固态电子器件，具有结构简单、易于集成、截止频率高、导通电阻低等优点。然而，现有的肖特基势垒二极管的金属电极通常是方形的，由于固态太赫兹器件尺寸小，受金属电极边缘电容影响较大，因此在金属电极面积相同的情况下，方形金属电极本身的自电容较大，导致金属电极的边缘电容对器件总电容的影响较大，进而导致截止频率下降。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对边缘电容对器件总电容的影响大，造成截止频率下降的问题，提供一种金属电极结构及其制备方法、肖特基势垒二极管。

2、一方面，本申请提供一种金属电极结构，其包括：

3、基材，所述基材的表面形成有间隔布置的第一圆柱体和第二圆柱体，所述第二圆柱体的顶面分别形成有缺口窗和欧姆接触电极，所述第一圆柱体的顶面形成有第一肖特基接触电极，所述缺口窗的底面形成有第二肖特基接触电极；以及，

4、肖特基电极空气桥，所述肖特基电极空气桥的一端与所述第一肖特基接触电极电连接，所述肖特基电极空气桥的另一端与所述第二肖特基接触电极电连接；其中，所述第一肖特基接触电极和所述第二肖特基接触电极均为圆形。

5、上述方案的金属电极结构中，基材的表面分别形成有第一圆柱体和第二圆柱体，且第二圆柱体的顶面进一步形成有缺口窗和欧姆接触电极，紧接着在第一圆柱体的顶面加工出第一肖特基接触电极，以及在缺口窗的底面加工得到第二肖特基接触电极，最后再在第一肖特基接触电极上加工出肖特基电极空气桥，并使肖特基电极空气桥与第二肖特基接触电极电连接，即可构造形成具有太赫兹特性的金属电极结构，满足于太赫兹肖特基势垒二极管的使用需求。且由于第一肖特基接触电极和第二肖特基接触电极均形成为圆形，相较于现有技术中的方形电极而言，能显著减小圆形金属电极的边缘电容对总电容的影响，进而提升器件的截止效率，且这种性能提升能在不需要引入额外的制备工艺，不会增加制备工艺的难度，且不会增加材料耗损的情况下实现，可实施性更强，成本更低。

6、下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

7、在其中一个实施例中，所述基材包括衬底层和半导体层，所述半导体层层叠设置于所述衬底层的上表面，所述半导体层采用蚀刻工艺成型所述第一圆柱体和所述第二圆柱体。

8、在其中一个实施例中，所述第一圆柱体的高度与所述第二圆柱体的高度相等。

9、在其中一个实施例中，所述第一圆柱体和所述第二圆柱体的半径范围为：30μm～50μm。

10、在其中一个实施例中，所述第一圆柱体和所述第二圆柱体的高度范围为：0.1μm～5μm。

11、在其中一个实施例中，所述第二圆柱体包括正对所述第一圆柱体设置的连接部，所述缺口窗为由所述连接部的边缘沿所述第二圆柱体的径向凹设形成的弧形缺口结构。

12、在其中一个实施例中，所述第二圆柱体包括正对所述第一圆柱体设置的连接部，所述缺口窗为由所述连接部的表面沿所述第二圆柱体的轴向凹设形成的弧形缺口结构。

13、在其中一个实施例中，所述肖特基电极空气桥与所述欧姆接触电极之间形成有间隙。

14、另一方面，本申请还提供一种获得如上所述的金属电极结构的制备方法，其包括如下步骤：

15、提供基材，并在基材上通过蚀刻加工形成第一圆柱体和第二圆柱体；

16、采用涂覆光刻胶和套刻工艺在第二圆柱体的顶面形成缺口窗，然后通过电子束蒸发蒸镀工艺在第二圆柱体的顶面形成欧姆接触电极；

17、通过电子束蒸发蒸镀工艺在第一圆柱体的顶面和缺口窗的底面分别成型第一肖特基接触电极和第二肖特基接触电极；

18、通过电镀加厚工艺在第一肖特基接触电极上成型肖特基电极空气桥，并使肖特基电极空气桥与第二肖特基接触电极电连接。

19、此外，本申请还提供一种肖特基势垒二极管，其包括如上所述的金属电极结构。

技术特征：

1.一种金属电极结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的金属电极结构，其特征在于，所述基材包括衬底层和半导体层，所述半导体层层叠设置于所述衬底层的上表面，所述半导体层采用蚀刻工艺成型所述第一圆柱体和所述第二圆柱体。

3.根据权利要求2所述的金属电极结构，其特征在于，所述第一圆柱体的高度与所述第二圆柱体的高度相等。

4.根据权利要求2所述的金属电极结构，其特征在于，所述第一圆柱体和所述第二圆柱体的半径范围为：30μm～50μm。

5.根据权利要求2所述的金属电极结构，其特征在于，所述第一圆柱体和所述第二圆柱体的高度范围为：0.1μm～5μm。

6.根据权利要求1所述的金属电极结构，其特征在于，所述第二圆柱体包括正对所述第一圆柱体设置的连接部，所述缺口窗为由所述连接部的边缘沿所述第二圆柱体的径向凹设形成的弧形缺口结构。

7.根据权利要求1所述的金属电极结构，其特征在于，所述第二圆柱体包括正对所述第一圆柱体设置的连接部，所述缺口窗为由所述连接部的表面沿所述第二圆柱体的轴向凹设形成的弧形缺口结构。

8.根据权利要求1所述的金属电极结构，其特征在于，所述肖特基电极空气桥与所述欧姆接触电极之间形成有间隙。

9.一种获得如权利要求1至8任一项所述的金属电极结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种肖特基势垒二极管，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的金属电极结构。

技术总结
本申请涉及一种金属电极结构及其制备方法、肖特基势垒二极管，金属电极结构包括基材，所述基材的表面形成有间隔布置的第一圆柱体和第二圆柱体，所述第二圆柱体的顶面分别形成有缺口窗和欧姆接触电极，所述第一圆柱体的顶面形成有第一肖特基接触电极，所述缺口窗的底面形成有第二肖特基接触电极；以及肖特基电极空气桥，所述肖特基电极空气桥的一端与所述第一肖特基接触电极电连接，所述肖特基电极空气桥的另一端与所述第二肖特基接触电极电连接；其中，所述第一肖特基接触电极和所述第二肖特基接触电极均为圆形。能显著减小圆形金属电极的边缘电容对总电容的影响，进而提升器件的截止效率。

技术研发人员：柳月波,赖灿雄,廖文渊,杨少华,王宏跃,贺致远
受保护的技术使用者：中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室））
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15