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(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси(57) Детекторный диод с балочными выводами, содержащий последовательно расположенные друг над другом подложку, -слой с катодным контактом, -слой с анодным контактом, слой диэлектрика, балочные выводы к контактам, на которых расположен слой эластичного диэлектрика с окном в центре над всей областью диода, а крайние части эластичного диэлектрика выполнены в виде периодических решеток, вокруг отверстий которых расположены прямоугольные разомкнутые микрорезонаторы, отличающийся тем,что прямоугольные разомкнутые микрорезонаторы соединены между собой металлическими проводниками с образованием дополнительных вариантов резонансных комбинаций микрорезонаторов, а геометрические размеры сечений металлических проводников и микрорезонаторов одинаковы и выполнены из одного и того же металла.(56) 1. Патент РБ на полезную модель 8037. 2. Патент РБ на полезную модель 9332 (прототип). 99362014.02.28 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 детекторный 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 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 низкими селективностью и эффективностью преобразования высокочастотного электрического тока в выходной сигнал из-за невысокой добротности на резонансной частоте и больших потерь на отражение. Наиболее близким устройством является детекторный диод с балочными выводами 2,п. 1, 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, а крайние части эластичного диэлектрика выполнены в виде периодических решеток при этом на эластичном слое диэлектрика вокруг отверстий периодических решеток расположены микрорезонаторы, выполненные в виде разомкнутых прямоугольников. Данное устройство имеет недостаточно высокую селективность преобразования входного электромагнитного излучения в выходной сигнал, так как обладает недостаточно высокой добротностью на резонансной частоте. Техническая задача - повышение селективности преобразования входного электромагнитного излучения в выходной сигнал за счет уменьшения потерь на отражение. Поставленная техническая задача решается тем, что в детекторном диоде с балочными выводами, содержащем последовательно расположенные друг над другом подложку, -слой с катодным контактом, -слой с анодным контактом, слой диэлектрика, балочные выводы к контактам, на которых расположен слой эластичного диэлектрика с окном в центре над всей областью диода, а крайние части эластичного диэлектрика выполнены в виде периодических решеток, вокруг отверстий которых расположены прямоугольные разомкнутые микрорезонаторы, прямоугольные разомкнутые микрорезонаторы соединены между собой металлическими проводниками с образованием дополнительных вариантов резонансных комбинаций микрорезонаторов, а геометрические размеры сечений металлических проводников и микрорезонаторов одинаковы и выполнены из одного и того же металла. Совокупность указанных признаков позволяет решить техническую задачу за счет уменьшения потерь на отражение. Структура полезной модели поясняется фиг. 1, 2. В детекторном диоде с балочными выводами на подложке 1 последовательно расположены -слой 2 с катодным контактом 12, -слой 3 с анодным контактом 13 и слой диэлектрика 4. Катодный 12 и анодный 13 контакты соединены соответственно с катодным балочным выводом 5 и анодным балочным выводом 6, на которых расположен слой эластичного диэлектрика 7, имеющий в центре над всей областью диода окно 11. Крайние части эластичного диэлектрика 7 выполнены в виде периодических решеток 8, вокруг отверстий которых на слое эластичного диэлектрика 7 расположены микрорезонаторы 9, которые соединены металлическими проводниками 10 с образованием дополнительных вариантов резонансных комбинаций. Геометрические размеры сечений металлических проводников 10 и микрорезонаторов 9 одинаковы и выполнены из одного и того же металла. 2 99362014.02.28 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 с концентрацией легирующей примеси (7-8)1017 см-3. Слой диэлектрика 4 - это слой окиси кремния, нанесенный в вакууме. Катодный контакт 12 (омический) и анодный контакт 13 (выпрямляющий - барьер Шоттки) выполнены методами фотолитографии, как в 1. Катодный 5 и анодный 6 балочные выводы изготовлены гальваническим осаждением золота и поддерживают подложку 1 в воздухе в подвешенном состоянии. Периодические решетки 8 и окно 11 выполнены в слое эластичного диэлектрика 7 - полиимида толщиной 3 мк методами фотолитографии. Микрорезонаторы 9 и металлические проводники 10 выполнены гальваническим осаждением золота в едином технологическом процессе. Работает детекторный диод с балочными выводами следующим образом. Входной информационный сигнал терагерцового диапазона поступает на катодный 5 и анодный 6 балочные выводы, а также слой эластичного диэлектрика 7 (источник сигнала на фиг. 1, 2 не показан). В связи с тем что слой эластичного диэлектрика 7 содержит периодические решетки 8, вокруг отверстий которых расположены микрорезонаторы 9, соединенные между собой металлическими проводниками 10, образуя дополнительные варианты резонансных комбинаций микрорезонаторов 9 (по два, по три и т.д.) (фиг. 1) и тем самым существенно уменьшая потери на отражение, входное электромагнитное излучение практически без потерь на отражение полностью поглощается. Поглощенное электромагнитное излучение наводит электрические токи соответствующих частот в электропроводящих элементах детекторного диода с балочными выводами, связанных между собой емкостной связью катодном 5 и анодном 6 балочных выводах, микрорезонаторах 9 и полученных комбинациях при их соединениях металлическими проводниками 10. Полученные токи высокой частоты через катодный 5 и анодный 6 балочные выводы поступают на анодный 12 и катодный 13 контакты детекторного диода с балочными выводами. На барьере Шоттки происходит преобразование этих электрических токов в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна амплитуде поглощенного электромагнитного излучения. Предложенная полезная модель позволяет существенно уменьшить потери на отражение и увеличить добротность микрорезонаторных комбинаций путем соединения их во множество поглощающих структур, тем самым повысить селективность предложенного детекторного диода с балочными выводами. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3