失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源制造技术

一种失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源，包括设置在主衬底上的左电极和右电极，右电极的左侧边嵌入在形成于左电极右侧下部的凹边内，且在左电极和右电极两端的上下相对的端面之间对称的各设置有二氧化硅层，从而在主衬底、二氧化硅层、左电极和右电极之间形成有相连通的空气腔，左电极的右侧边中部形成有向右电极凸出的凸块，左电极位于凸块的两侧对称的形成有凹槽，其中，两个凹槽的下面为构成空气腔底面的主衬底，凸块的底面与所对应的主衬底的上端面之间设置有共振隧穿型二极管，共振隧穿型二极管为刀结构，刀结构的刀把部分横插入到形成在右电极左侧下部的凹边内。本实用新型专利技术可以通过改变RTD在振荡器中的位置，来实现振荡器在不同频段的振荡。

Offset fed slot antenna RTO terahertz source

An offset slot antenna fed RTO THz wave, including the left and right electrode electrode is arranged on the main substrate, right side electrode formed on the electrode embedded in the left lower right concave edges, and the left and right ends of the electrode electrode on each set of symmetry between the opposite end faces of the silicon dioxide layer thus in the main substrate, a silicon dioxide layer, between the left and right electrode electrode is provided with connected air cavity, the left on the right side of the central electrode forming bumps have right electrode protruding, formed symmetrically on both sides of a bump electrode is located on the left with a groove, which is composed of the following two groove bottom of the main air chamber a substrate, the resonant tunneling diode is arranged between the upper end face of the convex block and the bottom surface of the main substrate, the resonant tunneling diode as the knife, knife knife inserted into the transverse part structure to form In the lower side of the left side of the right electrode. The utility model can realize the oscillation of the oscillator in different frequency bands by changing the position of the RTD in the oscillator.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太赫兹波源。特别是涉及一种失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源。
技术介绍
太赫兹(THz)波是指频率在0.1太赫兹到10太赫兹范围的电磁波，波长大概在0.03mm到3mm范围内，介于毫米波与红外之间。但是由于THz波在空气中较高的损耗，需要大功率的波源，使其在通信领域商业化。现有的太赫兹波源功率过低，仅有几个到几十个纳瓦，制约了太赫兹技术的发展，因此这一频段是有待开发的空白频段，也被称为太赫兹间隙。由于0.1—10太赫兹波能够很强的穿透像塑料、纸、木料、人体、大气等一类物质，因此它可以广泛应用于安保扫描、射电天文、生物遥感、生产监控等领域，具体分类可以包括邮件扫描、纸类生产、塑料焊接检测、古画分析、人体透视、食品质量检测、皮肤癌分类等。要实现以上技术必须提供功率较大的太赫兹波源或太赫兹发生器，同时要配备经济而高质量的太赫兹波检测器和成像设备包括太赫兹照相机。由于太赫兹波处于远红外波段，其热效很强，故其探测器基本上可分为两类，一类属于利用其热效应制成的探测器，如热功率计(bolometer)、热电探测器(pyroelectricdetector)等；另一类是利用其光波性质的探测器，如光电探测器(photo-conductivedetector)和肖特基二极管(SBD)等。而这些探测器应用的前提是有一个大功率的太赫兹波源充当光源。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种能够实现芯片之间的垂直通信的失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源。本技术所采用的技术方案是：一种失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源，包括主衬底，设置在所述主衬底上的左电极和右电极，所述右电极的左侧边嵌入在形成于左电极右侧下部的凹边内，且在左电极和右电极两端的上下相对的端面之间对称的各设置有二氧化硅层，从而在所述主衬底、二氧化硅层、左电极和右电极之间形成有相连通的空气腔，所述左电极的右侧边中部形成有向右电极凸出的凸块，左电极位于凸块的两侧对称的形成有凹槽，其中，两个所述的凹槽的下面为构成空气腔底面的主衬底，所述凸块的底面与所对应的主衬底的上端面之间设置有共振隧穿型二极管，所述共振隧穿型二极管为刀结构，所述刀结构的刀把部分横插入到形成在右电极左侧下部的凹边内。所述空气腔包括有形成在所述主衬底的上端面的两端由所述的左电极、右电极和二氧化硅层围成的部分空气腔，形成在所述主衬底的上端面的中部的由所述的左电极和右电极围成的部分空气腔，以及形成在所述主衬底上端面的由左电极和共振隧穿型二极管围成的部分空气腔。所述的共振隧穿型二极管包括有由下至上依次设置的衬底、缓冲层和发射区电极接触层，所述发射区电极接触层上端面左侧部分上由下到上依次设置有发射区、发射区隔离层、下势垒、下势阱、子势阱、上势阱、上势垒、集电区隔离层、集电区、集电区电极接触层和集电区金属电极，从而与所述的衬底、缓冲层和发射区电极接触层共同构成L型结构，所述发射区电极接触层上端面右侧部分上设置有发射区金属电极。本技术的失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源，由RTD(共振隧穿型二极管)，MIM(金属-绝缘体-金属)结构，失调馈送缝隙天线三部分组成。缝隙的宽度与振荡器的宽度不同，这样就在振荡器与缝隙之间形成驻波。RTD(共振隧穿型二极管)通过制作左右金属电极形成缝隙天线，使RTD(共振隧穿型二极管)与天线实现集成，减少工艺步骤；使用铝天线减少成本，提高集成度。同时可以通过改变RTD(共振隧穿型二极管)在振荡器中的位置，来实现振荡器在不同频段的振荡。太赫兹波经过MIM结构发射后最终进过失调馈送缝隙天线发射出去，这样就实现了芯片之间的垂直通信。附图说明图1是本技术失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源的结构示意图；图2是图1的正俯视图；图3是图1的正前视视图；图4是图1的A-A断面图；图5是本技术中共振隧穿型二极管的结构示意图。图中1：左电极2：右电极3：共振隧穿型二极管4：空气腔5：主衬底6：二氧化硅层31：衬底32：缓冲层33：发射区电极接触层34：发射区35：发射区隔离层36：下势垒37：下势阱38：子势阱39：上势阱310：上势垒311：集电区隔离层312：集电区313：集电区电极接触层314：集电区金属电极315：发射区金属电极具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术的失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源做出详细说明。如图1～图4所示，本技术的失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源，包括主衬底5，设置在所述主衬底5上的左电极1和右电极2，所述右电极2的左侧边嵌入在形成于左电极1右侧下部的凹边内，且在左电极1和右电极2两端的上下相对的端面之间对称的各设置有二氧化硅层6，从而在所述主衬底5、二氧化硅层6、左电极1和右电极2之间形成有相连通的空气腔4，所述空气腔4包括有形成在所述主衬底5的上端面的两端由所述的左电极1、右电极2和二氧化硅层6围成的部分空气腔4，形成在所述主衬底5的上端面的中部的由所述的左电极1和右电极2围成的部分空气腔4，以及形成在所述主衬底5上端面的由左电极1和共振隧穿型二极管3围成的部分空气腔4。所述左电极1的右侧边中部形成有向右电极2凸出的凸块11，左电极1位于凸块11的两侧对称的形成有凹槽12，其中，两个所述的凹槽12的下面为构成空气腔4底面的主衬底5，所述凸块11的底面与所对应的主衬底5的上端面之间设置有共振隧穿型二极管(RTD)3，所述共振隧穿型二极管3为刀结构，所述刀结构的刀把部分横插入到形成在右电极2左侧下部的凹边内。如图5所示，所述的共振隧穿型二极管3包括有由下至上依次设置的SI-InP衬底31、缓冲层32和发射区电极接触层33，所述发射区电极接触层33上端面左侧部分上由下到上依次设置有发射区34、发射区隔离层35、下势垒36、下势阱37、子势阱38、上势阱39、上势垒310、集电区隔离层311、集电区312、集电区电极接触层313和集电区金属电极314，从而与所述的衬底31、缓冲层32和发射区电极接触层33共同构成L型结构，所述发射区电极接触层33上端面右侧部分上设置有发射区金属电极315。本技术实施例中：所述的衬底31为半绝缘InP衬底(SI—InP衬底)，厚度为100－300μm，用SI-InP衬底时，在此衬底上生长的InGaAs的In组分可以达到0.53。在InGaAs材料中In的组分愈大，其迁移率就愈高，RTD(共振隧穿型二极管)的频率和开关速度就愈快。故用SI-InP衬底材料研制的RTD(共振隧穿型二极管)性能比用SI-GaAs衬底的RTD(共振隧穿型二极管)更好，但SI-InP材料比SI-GaAs更昂贵，而且加工过程中容易碎裂；所述的缓冲层32由In0.53Ga0.47As层构成，厚度为200nm；所述的发射区电极接触层33、发射区34、集电区312和集电区电极接触层313是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，其中发射区电极接触层33的厚度为400nm，发射区34的厚度为20nm，集电区312的厚度为15nm，集电区电极接触层313的厚度为8nm；所述的发射区隔离层35厚度为2nm；所述的下势垒36和上势垒310是由AlAs层构成，厚度为1.2nm；所述的下势阱37、上势阱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源，包括主衬底(5)，设置在所述主衬底(5)上的左电极(1)和右电极(2)，其特征在于，所述右电极(2)的左侧边嵌入在形成于左电极(1)右侧下部的凹边内，且在左电极(1)和右电极(2)两端的上下相对的端面之间对称的各设置有二氧化硅层(6)，从而在所述主衬底(5)、二氧化硅层(6)、左电极(1)和右电极(2)之间形成有相连通的空气腔(4)，所述左电极(1)的右侧边中部形成有向右电极(2)凸出的凸块(11)，左电极(1)位于凸块(11)的两侧对称的形成有凹槽(12)，其中，两个所述的凹槽(12)的下面为构成空气腔(4)底面的主衬底(5)，所述凸块(11)的底面与所对应的主衬底(5)的上端面之间设置有共振隧穿型二极管(3)，所述共振隧穿型二极管(3)为刀结构，所述刀结构的刀把部分横插入到形成在右电极(2)左侧下部的凹边内。

【技术特征摘要】
1.一种失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源，包括主衬底(5)，设置在所述主衬底(5)上的左电极(1)和右电极(2)，其特征在于，所述右电极(2)的左侧边嵌入在形成于左电极(1)右侧下部的凹边内，且在左电极(1)和右电极(2)两端的上下相对的端面之间对称的各设置有二氧化硅层(6)，从而在所述主衬底(5)、二氧化硅层(6)、左电极(1)和右电极(2)之间形成有相连通的空气腔(4)，所述左电极(1)的右侧边中部形成有向右电极(2)凸出的凸块(11)，左电极(1)位于凸块(11)的两侧对称的形成有凹槽(12)，其中，两个所述的凹槽(12)的下面为构成空气腔(4)底面的主衬底(5)，所述凸块(11)的底面与所对应的主衬底(5)的上端面之间设置有共振隧穿型二极管(3)，所述共振隧穿型二极管(3)为刀结构，所述刀结构的刀把部分横插入到形成在右电极(2)左侧下部的凹边内。2.根据权利要求1所述的失调馈送缝隙天线RTO太赫兹波源，其特征在于，所述空气腔(4)包括有形成在所述主衬底(5)的上端面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛陆虹，赵帆，郭维廉，谢生，张世林，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12