一种指型肖特基二极管及三倍频器制造技术

本发明专利技术涉及一种指型肖特基二极管及三倍频器，属于太赫兹器件技术领域，包括依次从上至下分布的防氧化层

【技术实现步骤摘要】
一种指型肖特基二极管及三倍频器


[0001]本专利技术涉及太赫兹器件
，尤其涉及一种指型肖特基二极管及三倍频器
。

技术介绍

[0002]太赫兹波是指频段介于
0.1~10THz
，波长介于
0.03mm~3mm
范围内的电磁波，介于微波频率和红外频率之间
。
太赫兹波是
THz
脉冲的典型脉宽在皮秒量级，不但可以方便地进行时间分辩的研究，而且通过取样测量技术，能够有效地抑制远红外背景噪声的干扰
。
太赫兹特殊的频段使其拥有许多特点
,
如
:
信息容量高
、
分辨率高
、
空间和时间相干性好以及光谱的特征吸收等
,
这些独特性必然使得太赫兹波具备重大的研究价值，在无线通信
、
天文
、
雷达遥感探测
、
安全检测和国防军务等诸多领域都拥有巨大的应用前景
。
[0003]太赫兹通信作为太赫兹领域最重要的应用方向之一，目前受到了世界各国的重视
。
太赫兹通信系统与微波通信
、
光纤通信
、
光无线通信相比，可提供更大的带宽
、
更高的传输速度
。
由于倍频的方式获得的太赫兹信号具有高频稳定性好
、
工作频段宽等优点，所以倍频器成为了获取太赫兹源的常用方案
。
[0004]输出功率作为太赫兹倍频器件一个极为重要的设计指标，在肖特基二极管的倍频效率逐渐达到一定水平时，增加倍频器件的输入功率成为了一个重要方法，传统方法主要是基于增加肖特基二极管的数量，进而增大器件的可承受的最大输入功率，但是，过多数量的肖特基二极管会导致匹配难度激增，继而会导致倍频器件的工作效率及输出功率下降
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种指型肖特基二极管及三倍频器，以解决增加肖特基二极管的数量来增大器件可承受的最大输入功率导致匹配难度激增，进而会导致倍频器件的工作效率低及输出功率下降的技术问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种太赫兹倍频肖特基二极管，包括依次从上至下分布的防氧化层
、
外延层
、
缓冲层和衬底，防氧化层的上端设有肖特基二极管的阴极和阳极，其中阳极设为指型结构，指型结构为两个半圆中间加入一个矩形构成的类椭圆的指型结构
。
[0007]进一步地，防氧化层采用
SiO2。
[0008]进一步地，肖特基二极管为平面肖特基二极管
。
[0009]第二方面，本专利技术提供一种三倍频器，包括输入端波导微带过渡
、
输出端微带波导过渡和太赫兹倍频电路，太赫兹倍频电路包括依次连接的悬置微带
、
带阻滤波器
、
低通滤波器
、
输入匹配电路
、
以上各方面所述的肖特基二极管和输出匹配电路；输入端波导微带过渡为两段式结构，第一段为标准
WR
‑8波导输入，第二段为输入减高波导，输入减高波导的末级为第一短路面，标准
WR
‑8波导输入的电磁波模式为
TE10
模，在输入端波导微带过渡的作用下转换成准
TEM
模进入太赫兹倍频电路；准
TEM
模通过低通滤波器和输入匹配电路进入肖特基二极管内，再进入输出匹配
电路，输出匹配电路将肖特基二极管产生的高次谐波反射掉，从而得到三次谐波，准
TEM
模进入输出端微带波导过渡；输出端微带波导过渡为两段式结构，第一段为标准
WR
‑
2.8
波导，第二段为输出减高波导
,
输出减高波导的末级为第二短路面，输出端微带波导过渡将肖特基二极管产生的并且通过太赫兹倍频电路传输得到的准
TEM
二次谐波，转换成
TE10
模输出；悬置微带与带阻滤波器
、
低通滤波器
、
输入匹配电路
、
肖特基二极管和输出匹配电路连接，以实现特定的滤波功能和信号处理；低通滤波器位于输入端波导微带过渡的微带探针和肖特基二极管之间，用于阻止高次谐波回流；带阻滤波器连接输入减高波导，用于直流馈电，同时防止输入信号从直流端泄露，使能量通过输入匹配电路进入肖特基二极管
。
[0010]进一步地，太赫兹倍频电路采用
GaAs
基片
。
[0011]进一步地，低通滤波器为
CMRC
滤波器
。
[0012]进一步地，带阻滤波器为
CMRC
滤波器
。
[0013]进一步地，肖特基二极管采用反向平衡布局结构
。
[0014]进一步地，反向平衡布局结构包括设置在同一条水平线上的八个肖特基二极管，其中八个肖特基二极管等分为两组，两组肖特基二极管对称设置，第一组肖特基二极管的阳极靠近第二组肖特基二极管的阳极
。
[0015]本专利技术专利技术的有益效果：本专利技术通过将肖特基二极管的阳极柱的圆形改为指型，增大了肖特基二极管阳极柱的面积，使得肖特基二极管可以承受更大的输入功率，增大了倍频器件的利用效率
,
增加了整体倍频器的输出功率和倍频效率
。
[0016]本专利技术的这些和其它目的
、
特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现
。
附图说明
[0017]图1示出了本专利技术指型肖特基二极管的立体结构示意图
。
[0018]图2示出了本专利技术三倍频器的整体电路示意图
。
[0019]图3示出了本专利技术图2中指型肖特基二极管的反向平衡结构的放大示意图
。
[0020]图4示出了本专利技术三倍频器的信号传递示意图
。
[0021]图5示出了本专利技术三倍频器的完整倍频效率结果图
。
[0022]附图说明：1‑
防氧化层，2‑
外延层，3‑
缓冲层，4‑
衬底，5‑
阴极，6‑
阳极，7‑
标准
WR
‑8波导输入，8‑
输入减高波导，9‑
标准
WR
‑
2.8
波导，
10
‑
输出减高波导，
11
‑
输入匹配电路，
12
‑
输出匹配电路，
13
‑
肖特基二极管，
14
‑
低通滤波器，
15
‑
带阻滤波器，
16
‑
输入端波导微带过渡，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种指型肖特基二极管，其特征在于，包括依次从上至下分布的防氧化层（1）
、
外延层（2）
、
缓冲层（3）和衬底（4），防氧化层（1）的上端设有肖特基二极管（
13
）的阴极（5）和阳极（6），其中阳极（6）设为指型结构，指型结构为两个半圆中间加入一个矩形构成的类椭圆的指型结构
。2.
如权利要求1所述的指型肖特基二极管，其特征在于，防氧化层（1）采用
SiO2。3.
如权利要求2所述的指型肖特基二极管，其特征在于，肖特基二极管（
13
）为平面肖特基二极管
。4.
一种三倍频器件，其特征在于，包括输入端波导微带过渡（
16
）
、
输出端微带波导过渡（
17
）和太赫兹倍频电路，太赫兹倍频电路包括依次连接的悬置微带
、
带阻滤波器（
15
）
、
低通滤波器（
14
）
、
输入匹配电路（
11
）
、
权利要求
1~3
任意一项所述的肖特基二极管（
13
）和输出匹配电路（
12
）；输入端波导微带过渡（
16
）为两段式结构，第一段为标准
WR
‑8波导输入（7），第二段为输入减高波导（8），输入减高波导（8）的末级为第一短路面，标准
WR
‑8波导输入（7）的电磁波模式为
TE10
模，在输入端波导微带过渡（
16
）的作用下转换成准
TEM
模，准
TEM
模通过输入端波导微带过渡（
16
）的微带探针耦合到悬置微带上，以进入太赫兹倍频电路；准
TEM
模通过低通滤波器（
14
）和输入匹配电路（
11
）进入肖特基二极管（
13
）内，再进入输出匹配电路（
12
），输出匹配电路（
12
）将肖特基二极管（
13
）产生的高次谐波反射掉，从而得到三次谐波，准
TEM
...

【专利技术属性】
技术研发人员：余江华，董亚洲，周泓机，郭海龙，梁华杰，梁士雄，张雅鑫，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：