CN102881989A - 太赫兹频段螺旋形混频天线 - Google Patents
太赫兹频段螺旋形混频天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102881989A CN102881989A CN2012103850475A CN201210385047A CN102881989A CN 102881989 A CN102881989 A CN 102881989A CN 2012103850475 A CN2012103850475 A CN 2012103850475A CN 201210385047 A CN201210385047 A CN 201210385047A CN 102881989 A CN102881989 A CN 102881989A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- contact electrode
- layer
- schottky
- schottky diode
- raceway groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明提供了太赫兹频段螺旋形混频天线、太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线以及太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线。所述混频天线包括螺旋形天线和肖特基二极管，肖特基二极管包括肖特基接触电极、欧姆接触电极和电镀引线，肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；采用半导体工艺制作肖特基二极管和螺旋形天线，肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。本发明的混频天线可以实现太赫兹频段圆极化信号的空间耦合与检测，同时具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，适合于大规模成像阵列。
Description
技术领域
本领域涉及太赫兹波探测技术领域，特别是涉及太赫兹频段螺旋形混频天线、太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线以及太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线。
背景技术
太赫兹是最后一段被开发的电磁频谱。太赫兹辐射的独特性能使得太赫兹成像技术成为当今研究热点之一。太赫兹探测器是太赫兹成像的关键部件之一，其核心是太赫兹天线与混频器。为了实现探测器的小型化并易于形成大规模阵列，可以将天线与混频器集成起来，即混频天线；可以广泛应用于成像、射电天文、通信等领域。尤其是在焦平面成像领域，混频天线是一种低成本、小体积、易于形成阵列的方案，因此具有广泛的应用前景，是太赫兹波探测装置方面的一个有效选择。
传统的混合集成方式不利于实现太赫兹混频天线的高一致性和小体积。此外，为了实现宽频带的太赫兹信号检测，需要使用宽频带的天线，对于某些应用来说，还需要能够实现圆极化信号的耦合。
由于太赫兹频段本振信号源仍是一个技术问题，因此希望利用比射频信号频率更低的本振源实现太赫兹信号的混频。
此外，传统的亚谐波混频中拓扑结构难以实现两个二极管的同时偏置，因而不利于提高变频效率。
发明内容
本发明是鉴于上述问题所提出的，其目的是提出一种太赫兹频段螺旋形混频天线，可以实现空间太赫兹信号的宽频带、圆极化信号耦合和检测。
本发明的另一个目的是提出一种太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，可以实现空间太赫兹信号的宽频带、圆极化信号耦合和检测，并且降低对本振频率的需求。
本发明的另一个目的是提出一种太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，可以实现空间太赫兹信号的宽频带、圆极化信号耦合和检测，并且降低对本振频率和功率的需求。
根据本发明的第一方便，提供了一种太赫兹频段螺旋型混频天线，包括螺旋形天线和肖特基二极管，肖特基二极管包括肖特基接触电极、欧姆接触电极和电镀引线，肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与螺旋形天线的一极相连；肖特基二极管的欧姆接触电极与螺旋形天线的另一极相连；采用半导体工艺制作肖特基二极管和螺旋形天线，肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。
在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为1018量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅。
在轻掺杂n-GaAs层上形成二氧化硅层，在二氧化硅层开有小孔，肖特基接触电极位于小孔中，肖特基接触电极与轻掺杂n-型砷化镓层接触形成肖特基结；欧姆接触电极形成在重掺杂n+型砷化镓层上；电镀引线形成在二氧化硅层和肖特基接触电极上；太赫兹肖特基二极管还包括沟道，沟道形成在重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层中，沟道中重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层被除去；沟道的形状为反锥形，沟道的下表面与半绝缘GaAs材料接触，沟道的上表面与电镀引线接触，沟道的侧面从沟道的下表面相对于半绝缘GaAs材料成预定的角度延伸到上表面，沟道的上表面大于沟道的下表面；螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。
根据本发明的第二方面，提供了一种太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，包括螺旋形天线、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管；所述每一个肖特基二极管都包括肖特基接触电极、欧姆接触电极、电镀引线；所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；所述的第一肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与所述的第二肖特基二极管的欧姆接触电极相连，并与螺旋形天线的一极相连；所述的第二肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与所述的第一肖特基二极管的欧姆接触电极相连，并与所述天线的另一极相连；采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。
在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为1018量级；轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅。
在轻掺杂n-GaAs层上形成二氧化硅层，在二氧化硅层开有小孔，肖特基接触电极位于小孔中，肖特基接触电极与轻掺杂n-型砷化镓层接触形成肖特基结；欧姆接触电极形成在重掺杂n+型砷化镓层上；电镀引线形成在二氧化硅层和肖特基接触电极上；所述每一个太赫兹肖特基二极管还包括沟道，沟道形成在重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层中，沟道中重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层被除去；沟道的形状为反锥形，沟道的下表面与半绝缘GaAs材料接触，沟道的上表面与电镀引线接触，沟道的侧面从沟道的下表面相对于半绝缘GaAs材料成预定的角度延伸到上表面，沟道的上表面大于沟道的下表面；螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。
根据本发明第三方面，提供了一种太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，包括螺旋形天线、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管和电容；所述每一个肖特基二极管都包括肖特基接触电极、欧姆接触电极、电镀引线；所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；所述的第一肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与螺旋形天线的一极相连；第一肖特基二极管的欧姆接触电极与螺旋形天线的另一极相连。所述的第二肖特基二极管的欧姆接触电极通过电容与第一肖特基二极管的电镀引线相连；第二肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与第一肖特基二极管的欧姆接触电极相连；采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。
在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为1018量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅。
在轻掺杂n-GaAs层上形成二氧化硅层，在二氧化硅层开有小孔，肖特基接触电极位于小孔中，肖特基接触电极与轻掺杂n-型砷化镓层接触形成肖特基结；欧姆接触电极形成在重掺杂n+型砷化镓层上；电镀引线形成在二氧化硅层和肖特基接触电极上；所述每一个太赫兹肖特基二极管还包括沟道，沟道形成在重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层中，沟道中重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层被除去；沟道的形状为反锥形，沟道的下表面与半绝缘GaAs材料接触，沟道的上表面与电镀引线接触，沟道的侧面从沟道的下表面相对于半绝缘GaAs材料成预定的角度延伸到上表面，沟道的上表面大于沟道的下表面；螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。
本发明的太赫兹频段螺旋型混频天线可以实现太赫兹频段圆极化信号的空间耦合与检测，同时具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，适合于大规模成像阵列。
本发明的太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线可以实现空间圆极化信号的亚谐波混频，具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，降低了对本振信号频率的要求，所需的本振信号频率仅为射频频率的偶数分频。
本发明的太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，可以实现空间圆极化信号的亚谐波混频，具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，降低了对本振信号频率的要求，所需的本振信号频率仅为射频频率的偶数分频，同时，通过加载最优偏置，降低对本振功率的需求。
附图说明
应说明的是，下面描述中的附图仅示意地示出了一些实施例，并没有包括所有可能的实施例。
图1a是本发明实施例所使用的肖特基二极管的俯视图；
图1b是沿图1中A-A线的剖视图；
图2本发明实施例的太赫兹螺旋形混频天线结构示意图；
图3是本发明实施例的太赫兹螺旋形亚谐波混频天线结构示意图；
图4是本发明实施例的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图描述本发明的示例性实施例的技术方案。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。所描述的实施例仅用于图示说明，而不是对本发明范围的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
尽管本申请中使用了词语第一、第二等来描述多个元件或构成部分，这些元件或构成部分不应受这些词语的限制。这些词语仅用于区分一个元件或构成部分和另一元件或构成部分，而不包含“顺序”。因此，将下面讨论的第一元件或构成部分称为第二元件或构成部分也没有超出本发明的构思和范围。
图1a和图1b为本发明实施例所使用的太赫兹肖特基二极管结构示意图。图1a是本发明实施例所使用的肖特基二极管的俯视图或平面图的示意图；图1b是沿图1中A-A线的剖视图。如图1a和图1b所示，太赫兹肖特基二极管包括肖特基接触电极21，欧姆接触电极22，电镀引线23。所使用的外延材料自下而上依次为：半绝缘砷化镓衬底31、重掺杂n+型砷化镓层32、；所述的重掺杂n+型砷化镓层32的掺杂浓度为1018量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层33的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅；在轻掺杂n-型砷化镓层表面淀积一层二氧化硅34以保护肖特基接触电极21。
二氧化硅层34形成在轻掺杂n-型砷化镓层33上，在二氧化硅层34开有小孔，肖特基接触电极21位于小孔中，肖特基接触电极21与轻掺杂n-型砷化镓层33接触形成肖特基结。电镀引线23形成在二氧化硅层34和肖特基接触电极21上。欧姆接触电极22形成在重掺杂n+型砷化镓层32上。
沟道28形成在重掺杂n+型砷化镓层32、轻掺杂n-型砷化镓层33和二氧化硅层34中，沟道28中的重掺杂n+型砷化镓层32、轻掺杂n-型砷化镓层33和二氧化硅层34被除去。
可选地，沟道28形状为反锥形，参见附图1b。沟道28的下表面与砷化镓半导体衬底31接触，沟道28的上表面与电镀引线23接触，沟道128的侧面从沟道128的下表面相对于砷化镓半导体衬底31成预定的角度延伸到上表面，沟道28的上表面大于沟道28的下表面。
肖特基接触电极是圆柱形或者近圆柱形；欧姆接触电极靠近肖特基接触电极的一边是有一开口的圆柱面或近圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面是与圆柱形或者近圆柱形的肖特基接触电极同心的圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面的横截面是一段圆弧或近圆弧，所述圆弧或近圆弧的一端到所述圆弧或近圆弧对应的圆心的直线与所述圆弧或近圆弧的另一端到所述圆心的直线之间的夹角定义为所述圆柱面或近圆柱面的开口角度，所述开口角度A小于180°，参见图1a和图1b。
图2为本发明所提出的太赫兹螺旋形混频天线结构示意图。太赫兹螺旋形混频天线包括螺旋形天线1、肖特基二极管2。所采用的肖特基二极管结构如图1a和图1b所示。肖特基二极管2与螺旋形天线1均形成在半导体外延材料上。肖特基二极管2位于螺旋形天线1的射频馈电端口位置，肖特基二极管2的肖特基接触电极21通过电镀引线23与螺旋形天线1的一极相连；肖特基二极管2的欧姆接触电极22与螺旋形天线1的另一极相连。
采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为1018量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅。螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。
采用半导体工艺，将螺旋形天线与肖特基二极管集成在一起所形成的太赫兹螺旋形混频天线具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，适合于大规模成像阵列。本发明的太赫兹螺旋形混频天线具有空间信号耦合和混频的双重功能，是一种宽频带、圆极化的混频天线，可以实现宽频带的太赫兹信号检测以及能够实现圆极化信号的耦合。
图3是本发明所提出的太赫兹螺旋形亚谐波混频天线结构示意图。太赫兹螺旋形亚谐波混频天线包括螺旋形天线1、第一肖特基二极管3、第二肖特基二极管4。所采用的肖特基二极管结构如图1a和图1b所示。所述的第一肖特基二极管3的欧姆接触电极与所述的第二肖特基二极管4的肖特基接触电极相连；第一肖特基二极管3的肖特基接触电极与第二肖特基二极管4的欧姆接触电极相连。肖特基二极管3和肖特基二极管4与螺旋形天线均形成在半导体外延材料上。肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置。所述的第一肖特基二极管3的肖特基接触电极通过电镀引线与所述的第二肖特基二极管4的欧姆接触电极相连，并与螺旋形天线1的一极相连；所述的第二肖特基二极管4的肖特基接触电极通过电镀引线与所述的第一肖特基二极管3的欧姆接触电极相连，并与所述天线1的另一极相连。
采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为1018量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅。螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。
采用半导体工艺，将螺旋形天线与第一肖特基二极管和第二肖特基二极管集成在一起所形成的太赫兹螺旋形亚谐波混频天线具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，适合于大规模成像阵列。
本发明的太赫兹螺旋形混频天线具有空间信号耦合和混频的双重功能，是一种宽频带、圆极化的混频天线，可以实现宽频带的太赫兹信号检测以及能够实现圆极化信号的耦合。
此外，太赫兹螺旋形亚谐波混频天线，可以利用比射频信号频率更低的本振源实现太赫兹信号的混频。
图4是本发明所提出的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线实施例结构示意图，包括螺旋形天线1、第三肖特基二极管5、第四肖特基二极管6和电容7。所采用的肖特基二极管结构如图1a和图1b所示。第三肖特基二极管5的欧姆接触电极与第四肖特基二极管6的肖特基接触电极相连；第三肖特基二极管5的肖特基接触电极通过电镀引线和电容7相连，电容7与第四肖特基二极管6的欧姆接触电极相连。肖特基二极管5和肖特基二极管6与螺旋形天线均形成在半导体外延材料上。肖特基二极管5和肖特基二极管6位于螺旋形天线的射频馈电端口位置。第三肖特基二极管5的肖特基接触电极通过电镀引线与螺旋形天线的一极相连；肖特基二极管5的欧姆接触电极与螺旋形天线的另一极相连。第四肖特基二极管6的欧姆接触电极通过电容7与第三肖特基二极管的电镀引线相连；肖特基二极管6的肖特基接触电极通过电镀引线与第三肖特基二极管5的欧姆接触电极相连。
采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为1018量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅。螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。
采用半导体工艺，将太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线的螺旋形天线、肖特基二极管、电容集成在一起所形成的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线同样具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，适合于大规模成像阵列。
本发明的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线具有空间信号耦合和混频的双重功能，是一种宽频带、圆极化的混频天线，可以实现宽频带的太赫兹信号检测以及能够实现圆极化信号的耦合。
此外，太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线可以利用比射频信号频率更低的本振源实现太赫兹信号的混频。本发明的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线能实现反向平行肖特基二极管对的同时偏置，能够将反向平行的两个肖特基二极管同时偏置在一个最优的静态工作点上，从而提高了变频效率。
以上对本发明的实施例的描述仅用于说明本发明的技术方案，而不是对本发明范围的限制，本发明并不限于所公开的这些实施例，本领域的技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换都应落入本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种太赫兹频段螺旋型混频天线，包括螺旋形天线和肖特基二极管，肖特基二极管包括肖特基接触电极、欧姆接触电极和电镀引线，肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与螺旋形天线的一极相连；肖特基二极管的欧姆接触电极与螺旋形天线的另一极相连；采用半导体工艺制作肖特基二极管和螺旋形天线，采用半导体工艺制作肖特基二极管和螺旋形天线，肖特基二极管和螺旋形天线以半绝缘砷化镓层为衬底。
2.根据权利要求1所述的太赫兹频段螺旋型混频天线，其特征在；在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为1018量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅。
3.根据权利要求2所述的太赫兹频段螺旋型混频天线，其特征在于：在轻掺杂n-GaAs层(33)上形成二氧化硅层(34)，在二氧化硅层(34)开有小孔，肖特基接触电极(21)位于小孔中，肖特基接触电极(21)与轻掺杂n-型砷化镓层(33)接触形成肖特基结；欧姆接触电极(22)形成在重掺杂n+型砷化镓层(32)上；电镀引线(23)形成在二氧化硅层(34)和肖特基接触电极(21)上；
太赫兹肖特基二极管还包括沟道(28)，沟道(28)形成在重掺杂n+GaAs层(32)、轻掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)中，沟道(28)中重掺杂n+GaAs层(32)、轻掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)被除去；沟道(28)的形状为反锥形，沟道(28)的下表面与半绝缘GaAs材料(31)接触，沟道(28)的上表面与电镀引线(23)接触，沟道(28)的侧面从沟道(28)的下表面相对于半绝缘GaAs材料(31)成预定的角度延伸到上表面，沟道(28)的上表面大于沟道(28)的下表面；
螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层(31)或重掺杂n+型砷化镓层(32)上。
4.根据权利要求3所述的太赫兹频段螺旋型混频天线，其特征在于：肖特基接触电极是圆柱形或者近圆柱形；欧姆接触电极(22)靠近肖特基接触电极(21)的一边是有一开口的圆柱面或近圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面是与圆柱形或者近圆柱形的肖特基接触电极(21)同心的圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面的横截面是一段圆弧或近圆弧，所述圆弧或近圆弧的一端到所述圆弧或近圆弧对应的圆心的直线与所述圆弧或近圆弧的另一端到所述圆心的直线之间的夹角定义为所述圆柱面或近圆柱面的开口角度，所述开口角度A小于180°。
5.一种太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，包括螺旋形天线、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管；所述每一个肖特基二极管都包括肖特基接触电极、欧姆接触电极、电镀引线；所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；所述的第一肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与所述的第二肖特基二极管的欧姆接触电极相连，并与螺旋形天线的一极相连；所述的第二肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与所述的第一肖特基二极管的欧姆接触电极相连，并与所述天线的另一极相连；采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋形天线以半绝缘砷化镓层为衬底。
6.根据权利要求5所述的太赫兹频段螺旋型亚谐波混频天线，其特征在；在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为1018量级；轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅。
7.根据权利要求6所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，其特征在于：在轻掺杂n-GaAs层(33)上形成二氧化硅层(34)，在二氧化硅层(34)开有小孔，肖特基接触电极(21)位于小孔中，肖特基接触电极(21)与轻掺杂n-型砷化镓层(33)接触形成肖特基结；欧姆接触电极(22)形成在重掺杂n+型砷化镓层(32)上；电镀引线(23)形成在二氧化硅层(34)和肖特基接触电极(21)上；
所述每一个太赫兹肖特基二极管还包括沟道(28)，沟道(28)形成在重掺杂n+GaAs层(32)、轻掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)中，沟道(28)中重掺杂n+GaAs层(32)、轻掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)被除去；沟道(28)的形状为反锥形，沟道(28)的下表面与半绝缘GaAs材料(31)接触，沟道(28)的上表面与电镀引线(23)接触，沟道(28)的侧面从沟道(28)的下表面相对于半绝缘GaAs材料(31)成预定的角度延伸到上表面，沟道(28)的上表面大于沟道(28)的下表面；
螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层(31)或重掺杂n+型砷化镓层(32)上。
8.根据权利要求7所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，其特征在于：肖特基接触电极是圆柱形或者近圆柱形；欧姆接触电极(22)靠近肖特基接触电极(21)的一边是有一开口的圆柱面或近圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面是与圆柱形或者近圆柱形的肖特基接触电极(21)同心的圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面的横截面是一段圆弧或近圆弧，所述圆弧或近圆弧的一端到所述圆弧或近圆弧对应的圆心的直线与所述圆弧或近圆弧的另一端到所述圆心的直线之间的夹角定义为所述圆柱面或近圆柱面的开口角度，所述开口角度A小于180°。
9.一种太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，包括螺旋形天线、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管和电容；所述每一个肖特基二极管都包括肖特基接触电极、欧姆接触电极、电镀引线；所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；所述的第一肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与螺旋形天线的一极相连；第一肖特基二极管的欧姆接触电极与螺旋形天线的另一极相连。所述的第二肖特基二极管的欧姆接触电极通过电容与第一肖特基二极管的电镀引线相连；第二肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与第一肖特基二极管的欧姆接触电极相连；采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋形天线以半绝缘砷化镓层为衬底。
10.根据权利要求9所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，其特征在于：在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为1018量级；轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为1016～1017量级；所掺杂质为硅。
11.根据权利要求10所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，其特征在于：在轻掺杂n-GaAs层(33)上形成二氧化硅层(34)，在二氧化硅层(34)开有小孔，肖特基接触电极(21)位于小孔中，肖特基接触电极(21)与轻掺杂n-型砷化镓层(33)接触形成肖特基结；欧姆接触电极(22)形成在重掺杂n+型砷化镓层(32)上；电镀引线(23)形成在二氧化硅层(34)和肖特基接触电极(21)上；
所述每一个太赫兹肖特基二极管还包括沟道(28)，沟道(28)形成在重掺杂n+GaAs层(32)、轻掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)中，沟道(28)中重掺杂n+GaAs层(32)、轻掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)被除去；沟道(28)的形状为反锥形，沟道(28)的下表面与半绝缘GaAs材料(31)接触，沟道(28)的上表面与电镀引线(23)接触，沟道(28)的侧面从沟道(28)的下表面相对于半绝缘GaAs材料(31)成预定的角度延伸到上表面，沟道(28)的上表面大于沟道(28)的下表面；
螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层(31)或重掺杂n+型砷化镓层(32)上。
12.根据权利要求11所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，其特征在于：肖特基接触电极是圆柱形或者近圆柱形；欧姆接触电极(22)靠近肖特基接触电极(21)的一边是有一开口的圆柱面或近圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面是与圆柱形或者近圆柱形的肖特基接触电极(21)同心的圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面的横截面是一段圆弧或近圆弧，所述圆弧或近圆弧的一端到所述圆弧或近圆弧对应的圆心的直线与所述圆弧或近圆弧的另一端到所述圆心的直线之间的夹角定义为所述圆柱面或近圆柱面的开口角度，所述开口角度A小于180°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210385047.5A CN102881989B (zh) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | 太赫兹频段螺旋形混频天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210385047.5A CN102881989B (zh) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | 太赫兹频段螺旋形混频天线 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102881989A true CN102881989A (zh) | 2013-01-16 |
| CN102881989B CN102881989B (zh) | 2015-05-20 |
Family
ID=47483227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210385047.5A Active CN102881989B (zh) | 2012-10-11 | 2012-10-11 | 太赫兹频段螺旋形混频天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102881989B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103325796A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-25 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 天线集成石墨烯pin结太赫兹探测器 |
| CN110836862A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-25 | 南开大学 | 太赫兹手性超表面偏振传感器及其传感方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09162424A (ja) * | 1995-12-04 | 1997-06-20 | Yokogawa Electric Corp | アンテナ結合電界検出型光検出素子およびその製造方法 |
| US20030011528A1 (en) * | 2001-07-16 | 2003-01-16 | Marchand J.F. Philippe | Integrated dipole detector for microwave imaging |
| CN101140955A (zh) * | 2006-09-06 | 2008-03-12 | 中国科学院微电子研究所 | 一种砷化镓pin二极管及其制作方法 |
| US7550734B1 (en) * | 2006-01-25 | 2009-06-23 | Sandia Corporation | Integrated heterodyne terahertz transceiver |
| CN101617441A (zh) * | 2006-10-27 | 2009-12-30 | 电讯集团学校国际电讯学院（恩斯特布列塔尼） | 单频或多频天线 |
| CN102113122A (zh) * | 2008-08-06 | 2011-06-29 | 佳能株式会社 | 整流器 |
| CN102203949A (zh) * | 2008-07-25 | 2011-09-28 | 特拉维夫大学拉莫特有限公司 | 具有纳米结构二极管的整流天线设备 |
-
2012
- 2012-10-11 CN CN201210385047.5A patent/CN102881989B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09162424A (ja) * | 1995-12-04 | 1997-06-20 | Yokogawa Electric Corp | アンテナ結合電界検出型光検出素子およびその製造方法 |
| US20030011528A1 (en) * | 2001-07-16 | 2003-01-16 | Marchand J.F. Philippe | Integrated dipole detector for microwave imaging |
| US6545646B2 (en) * | 2001-07-16 | 2003-04-08 | Xerox Corporation | Integrated dipole detector for microwave imaging |
| US7550734B1 (en) * | 2006-01-25 | 2009-06-23 | Sandia Corporation | Integrated heterodyne terahertz transceiver |
| CN101140955A (zh) * | 2006-09-06 | 2008-03-12 | 中国科学院微电子研究所 | 一种砷化镓pin二极管及其制作方法 |
| CN101617441A (zh) * | 2006-10-27 | 2009-12-30 | 电讯集团学校国际电讯学院（恩斯特布列塔尼） | 单频或多频天线 |
| CN102203949A (zh) * | 2008-07-25 | 2011-09-28 | 特拉维夫大学拉莫特有限公司 | 具有纳米结构二极管的整流天线设备 |
| CN102113122A (zh) * | 2008-08-06 | 2011-06-29 | 佳能株式会社 | 整流器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 姚常飞: "太赫兹GaAs肖特基二极管电路模型研究", 《2009年全国微波毫米波会议论文集（下册）》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103325796A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-25 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 天线集成石墨烯pin结太赫兹探测器 |
| CN110836862A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-25 | 南开大学 | 太赫兹手性超表面偏振传感器及其传感方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102881989B (zh) | 2015-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10230175B2 (en) | Antenna radiation element and multiband antenna | |
| CN104867968B (zh) | 用于太赫兹低频段GaAs基大功率肖特基倍频二极管 | |
| CN102983388A (zh) | 太赫兹混频天线和准光混频模块 | |
| US11024970B2 (en) | Circularly polarized antenna for radio frequency energy harvesting | |
| CN102881988B (zh) | 太赫兹频段对数周期形混频天线 | |
| CN110444889B (zh) | 太赫兹电控谐振切换式超表面相移装置 | |
| CN106532235A (zh) | 4×4超宽带mimo天线 | |
| Parchin et al. | Frequency reconfigurable antenna array with compact end-fire radiators for 4G/5G mobile handsets | |
| CN102946256B (zh) | 太赫兹准光混频器 | |
| Kim et al. | Dual-band microstrip patch antenna with switchable orthogonal linear polarizations | |
| CN102881989B (zh) | 太赫兹频段螺旋形混频天线 | |
| CN102904528B (zh) | 太赫兹准光倍频器 | |
| JP2014179873A (ja) | アンテナモジュールおよびその製造方法 | |
| CN102881987B (zh) | 太赫兹频段双缝型混频天线 | |
| CN112289865B (zh) | 可偏置混频肖特基二极管结构及半导体器件 | |
| CN115188855A (zh) | 光电探测器、集成光电探测器及其制作方法 | |
| Lim | Design of a multidirectional, high-gain compact Yagi antenna | |
| US8274136B2 (en) | Semiconductor patch antenna | |
| US8994075B1 (en) | Heterojunction bipolar transistor geometry for improved power amplifier performance | |
| CN102903761B (zh) | 太赫兹肖特基二极管 | |
| CN106252893A (zh) | 一种微带天线单元 | |
| CN112289791B (zh) | 用于太赫兹频段结电容测试的肖特基二极管及半导体器件 | |
| CN102340051A (zh) | 双v型双频天线 | |
| Sun et al. | Silicon-based PIN SPST RF switches for improved linearity | |
| CN209434399U (zh) | 远距离4g射频天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170525 Address after: 222006 Jiangsu City, Haizhou Province, District, South Wing Road, building 21-12, room two, unit 301 Patentee after: Mou Jinchao Address before: 100076 Beijing city Fengtai District Donggaodi Mei Yuen Lane 4 Building 3 unit 12 Patentee before: Sun Lihua |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210112 Address after: 311404 Room 203, 55 Xinxing street, Xindeng Town, Fuyang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Sun Qi Address before: 222006 Room 301, unit 2, building 21-12, Julong South Road, Haizhou District, Lianyungang City, Jiangsu Province Patentee before: Mou Jinchao |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221013 Address after: Room 418, Building 5, No. 1818-2 (Artificial Intelligence Town), Wenyi West Road, Yuhang Street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Hangzhou Tairuikang Technology Co.,Ltd. Address before: 311404 Room 203, 55 Xinxing street, Xindeng Town, Fuyang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee before: Sun Qi |
|
| TR01 | Transfer of patent right |