BARITT-Diode

Die BARITT-Diode (englisch: barrier injection transit-time) ist ein Hochfrequenz-Halbleiter-Bauelement der Mikroelektronik, das als Diode zu den elektronischen Bauelementen gehört. Ein verwandtes Bauteil ist die DOVETT-Diode. Die BARITT-Diode nutzt Injektions- und Transitzeit-Eigenschaften von Minoritätsladungsträgern, um einen negativen Widerstand bei Mikrowellen-Frequenzen zu erzeugen. Über die in Vorwärtsrichtung vorgespannte Grenzschicht werden die Minoritätsladungsträger injiziert. Es findet kein Lawinendurchbruch statt. Folglich ist sowohl die Phasenverschiebung als auch die Ausgangsleistung wesentlich geringer als bei einer IMPATT-Diode.

Auf Silizium-Technologie basierende BARITT-Dioden wurden bis in die Mitte der 1980er Jahre hergestellt. Die höchste seinerzeit erzielte Schwingfrequenz lag bei 60 GHz. Zwar waren die erzielten Ausgangsleistungen deutlich niedriger als die der IMPATT-Diode, interessant war das Bauelement aber nicht wegen der Sendeleistung, sondern wegen des sehr günstigen Rauschverhaltens und seiner hervorragenden Eigenschaften als selbstschwingender Mischer bei Anwendungen in Doppler-Radaren.

In ihrer einfachsten Form besteht die BARITT-Diode aus eine p⁺np⁺- (oder komplementär n⁺pn⁺-) Halbleiterfolge. Die p⁺(n⁺)-Schichten stellen hochdotierte Halbleitergebiete dar. Allerdings zeigt sich bei höheren Frequenzanwendungen, dass eine Struktur, bei der ein pn-Übergang durch einen Metall-Halbleiterübergang ersetzt wird (Schottky-Kontakt) der herkömmlichen p⁺np⁺-Struktur deutlich überlegen ist. Im Folgenden wird die Funktionsweise der BARITT-Diode deshalb am Beispiel dieser Mnp⁺-Struktur (M steht für das Metall eines Schottky-Kontaktes) erläutert.