Детекторный диод с балочными выводами

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Есман Александр Константинович Кулешов Владимир Константинович Зыков Григорий Люцианович Залесский Валерий Борисович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Детекторный диод с балочными выводами, содержащий последовательно расположенные друг над другом подложку,-слой, -слой и слой диэлектрика, катодный контакт к-слою, анодный контакт к -слою, балочные выводы к контактам и слой эластичного диэлектрика, расположенный на катодном и анодном балочных выводах, имеющий в центре над всей областью диода окно, а крайние части эластичного диэлектрика выполнены в виде периодических решеток, отличающийся тем, что содержит микрорезонаторы, расположенные на эластичном слое диэлектрика вокруг отверстий периодических решеток. 2. Детекторный диод с балочными выводами по п. 1, отличающийся тем, что микрорезонаторы выполнены в виде разомкнутых прямоугольников. 3. Детекторный диод с балочными выводами по п. 1, отличающийся тем, что толщина слоя эластичного диэлектрика не превышает половины длины волны принимаемого излучения.(56) 1. Патент РФ 2061980. 2. Патент РБ на полезную модель 8037 (прототип). 93322013.06.30 Полезная модель относится к полупроводниковой электронике, в частности к нелинейным полупроводниковым приборам с балочными выводами, и может быть использована,например, при создании детекторных диодов субмиллиметрового диапазона длин волн. Известен СВЧ-диод с балочными выводами 1, содержащий последовательно расположенные друг над другом подложку,-слой, -слой и слой диэлектрика, катодный контакт к-слою, анодный контакт к -слою, балочные выводы к контактам и слой эластичного диэлектрика, расположенный над катодным и анодным балочными выводами, при этом в слое эластичного диэлектрика над всей областью диода между анодным и катодным выводами выполнено окно. Данное устройство имеет низкие эффективность преобразования высокочастотного электрического тока в выходной сигнал и частоту детектирования, так как верхняя граничная частота детектирования электрических сигналов ограничена, с одной стороны, эластичным диэлектриком, расположенным между катодным и анодным балочными выводами, а с другой - размерами балочных выводов, являющихся контактными площадками, предназначенными для осуществления гибридного монтажа (ширина которых должна быть не менее 50 мкм). Наиболее близким устройством является детекторный диод с балочными выводами 2, содержащий последовательно расположенные друг над другом подложку,-слой,-слой и слой диэлектрика, катодный контакт к-слою, анодный контакт к -слою, балочные выводы к контактам и слой эластичного диэлектрика, расположенный на катодном и анодном балочных выводах, имеющий в центре над всей областью диода окно,причем перпендикулярно к балочным выводам в противоположных направлениях сформированы нерегулярные полосковые линии, на которых расположены крайние части слоя эластичного диэлектрика, выполненные в виде периодических решеток. Устройство обладает низкой эффективностью преобразования высокочастотного электрического тока в выходной сигнал из-за больших потерь на отражение. Техническая задача - повышение эффективности детектирования за счет уменьшения потерь на отражение. Поставленная техническая задача решается тем, что детекторный диод с балочными выводами, содержащий последовательно расположенные друг над другом подложку, -слой, -слой и слой диэлектрика, катодный контакт к-слою, анодный контакт к слою, балочные выводы к контактам и слой эластичного диэлектрика, расположенный на катодном и анодном балочных выводах, имеющий в центре над всей областью диода окно,а крайние части эластичного диэлектрика выполнены в виде периодических решеток, содержит микрорезонаторы, расположенные на эластичном слое диэлектрика вокруг отверстий периодических решеток. Для эффективного решения поставленной технической задачи микрорезонаторы выполнены в виде разомкнутых прямоугольников. Для эффективного решения поставленной технической задачи толщина слоя эластичного диэлектрика не превышает половины длины волны принимаемого излучения. Совокупность указанных признаков позволяет решить техническую задачу за счет уменьшения коэффициента потерь на отражение. Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, на которой представлена структура диода, и фиг. 2 - его разрез, где 1 - подложка,2 --слой,3 - -слой,4 - слой диэлектрика,5 - катодный контакт,6 - анодный контакт,7 - балочный вывод катодный,8 - балочный вывод анодный,2 93322013.06.30 9 - слой эластичного диэлектрика,10 - периодическая решетка,11 - микрорезонаторы,12 - окно. В детекторном диоде с балочными выводами на подложке 1 последовательно расположены-слой 2, -слой 3 и слой диэлектрика 4. К -слою 3 сформирован анодный контакт 6, а к- слою 2 - катодный контакт 5. Катодный 5 и анодный 6 контакты соединены соответственно с балочными выводами - катодным 7 и анодным 8, поддерживающими подложку 1 в воздухе в подвешенном состоянии. Сверху на балочных выводах катодном 7 и анодном 8 выполнен слой эластичного диэлектрика 9, имеющий в центре над всей областью диода окно 12, а на его крайних частях - периодические решетки 10. Микрорезонаторы 11 расположены на эластичном слое диэлектрика 9 вокруг отверстий периодических решеток 10. В конкретном исполнении подложка 1 выполнена методами фотолитографии и травления из проводящего, при этом-слой 2 получен в ней эпитаксиейс концентрацией легирующей примеси (2-4)1018 см-3, а -слой 3 -концентрацией легирующей примеси (7-8)1017 см-3. Слой диэлектрика 4 - это слой окиси кремния, нанесенный в вакууме. Катодный контакт 5 (омический) и анодный (выпрямляющий - Шоттки) контакт 6 выполнены, как в 1, методами фотолитографии. Балочные выводы катодный 7 и анодный 8 - изготовлены гальваническим осаждением золота. Периодические решетки 10 и окно 12 выполнены в слое эластичного диэлектрика 9 - полиимида толщиной 3 микрона методами фотолитографии. Микрорезонаторы 11 выполнены гальваническим осаждением золота. Работает детекторный диод с балочными выводами следующим образом. Информационный сигнал терагерцового диапазона поступает на балочные выводы катодный 7 и анодный 8, а также слой эластичного диэлектрика 9 (источник сигнала на фигурах не показан). В связи с тем что слой эластичного диэлектрика 9 содержит периодические решетки 11,вокруг элементов которых расположены микрорезонаторы 12, электрический сигнал с минимальными потерями на отражение поступает на анодный 5 и катодный 6 контакты детекторного диода Шоттки с балочными выводами. На барьере Шоттки происходит преобразование этого электрического сигнала в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна его амплитуде. В предлагаемом диоде с балочными выводами высокая эффективность поглощения информационного сигнала терагерцового диапазона обеспечивается микрорезонаторами,расположенными на эластичном слое диэлектрика вокруг элементов периодических решеток на микронном расстоянии от балочных выводов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3