一種具有新型材料結(jié)構(gòu)的矩形微帶貼片天線太赫茲波源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太赫茲波源。特別是涉及一種具有新型材料結(jié)構(gòu)的矩形微帶貼片天線太赫茲波源。
【背景技術(shù)】
[0002]由于0.3-10太赫茲波能夠很強(qiáng)的穿透像塑料、紙、木料、人體、大氣等一類物質(zhì)，因此它可以廣泛應(yīng)用于安保掃描、射電天文、生物遙感、生產(chǎn)監(jiān)控等領(lǐng)域，具體分類可以包括郵件掃描、紙類生產(chǎn)、塑料焊接檢測(cè)、古畫分析、人體透視、食品質(zhì)量檢測(cè)、皮膚癌分類等。要實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)必須提供功率較大的太赫茲波源或太赫茲發(fā)生器，同時(shí)要配備經(jīng)濟(jì)而高質(zhì)量的THz波檢測(cè)器和成像設(shè)備包括太赫茲照相機(jī)。
[0003]由于太赫茲波處于遠(yuǎn)紅外波段，其熱效很強(qiáng)，故其探測(cè)器基本上可分為兩類，一類屬于利用其熱效應(yīng)制成的探測(cè)器，如熱功率計(jì)(bolometer)、熱電探測(cè)器(pyroelectricdetector)等；另一類是利用其光波性質(zhì)的探測(cè)器，如光電探測(cè)器(photo-conductivedetector)和肖特基二極管(SBD)等。而這些探測(cè)器應(yīng)用的前提是有一個(gè)大功率的太赫茲波源充當(dāng)光源。
[0004]微帶天線是一種使用微帶貼片作為輻射元的天線，它具有剖面低、體積小、重量輕、易于加工、便于獲得圓極化的優(yōu)點(diǎn)，并且非常有利于集成，在天線應(yīng)用中占有非常重要的地位。目前已在空間電子學(xué)，生物電子學(xué)和常規(guī)天線領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。電氣上的特點(diǎn)是能得到單方向的寬方向圖，易于實(shí)現(xiàn)線極化或圓極化和雙頻工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種微帶天線天線的輻射方向垂直于天線水平面，能夠?qū)崿F(xiàn)芯片之間的豎直通信的具有新型材料結(jié)構(gòu)的矩形微帶貼片天線太赫茲波源。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種具有新型材料結(jié)構(gòu)的矩形微帶貼片天線太赫茲波源，包括有超窄雙阱的RTD器件，所述的超窄雙阱的RTD器件的集電區(qū)金屬電極上連接有第一矩形微帶貼片天線，所述的超窄雙阱的RTD器件的發(fā)射區(qū)金屬電極上連接有第二矩形微帶貼片天線，所述的第一矩形微帶貼片天線和第二矩形微帶貼片天線的上端面位于同一水平面上，所述的超窄雙阱的RTD器件分別與所述的第一矩形微帶貼片天線之間的空間以及與第二矩形微帶貼片天線之間的空間均填充有二氧化硅鈍化層。
[0007]所述的超窄雙阱的RTD器件包括有由下至上依次形成的襯底、緩沖層和發(fā)射區(qū)電極接觸層，所述發(fā)射區(qū)電極接觸層上分別形成有發(fā)射區(qū)和發(fā)射區(qū)金屬電極，所述發(fā)射區(qū)上由下至上依次形成有發(fā)射區(qū)隔離層、第一勢(shì)皇、第一勢(shì)阱、子勢(shì)阱、第二勢(shì)阱、第二勢(shì)皇、集電區(qū)隔離層、集電區(qū)、集電區(qū)電極接觸層和集電區(qū)金屬電極。
[0008]所述的襯底為半絕緣InP襯底，厚度為100 — 300 μ m。
[0009]所述的緩沖層由Intl 53Gaa47As層構(gòu)成，厚度為200nm。
[0010]所述的發(fā)射區(qū)電極接觸層、發(fā)射區(qū)、集電區(qū)和集電區(qū)電極接觸層是由摻Si濃度達(dá)到ZWO19cnT3Ina53Gaa47As層構(gòu)成，其中發(fā)射區(qū)電極接觸層的厚度為400nm，發(fā)射區(qū)的厚度為20nm，集電區(qū)的厚度為15nm，集電區(qū)電極接觸層的厚度為8nm。
[0011]所述的發(fā)射區(qū)隔離層厚度為2nm。
[0012]所述的第一勢(shì)皇和第二勢(shì)皇是由AlAs層構(gòu)成，厚度為1.2nm。
[0013]所述的第一勢(shì)阱、第二勢(shì)阱和集電區(qū)隔離層是由Ina53Gaa47As層構(gòu)成，其中，第一勢(shì)阱和第二勢(shì)阱的厚度為1.2nm，集電區(qū)隔離層的厚度為2nm。
[0014]所述的子勢(shì)講是由InAs層構(gòu)成，厚度為1.2nm。
[0015]所述的集電區(qū)金屬電極和發(fā)射區(qū)金屬電極材質(zhì)為金屬，厚度均為100-300nm。
[0016]本發(fā)明的一種具有新型材料結(jié)構(gòu)的矩形微帶貼片天線太赫茲波源，天線的制作可以與引線的引出合二為一，減少工藝步驟，從而降低成本，提高了器件的集成度和實(shí)用性；微帶天線天線的輻射方向垂直于天線水平面，這樣就實(shí)現(xiàn)了芯片之間的豎直通信。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0019]圖3是本發(fā)明中超窄雙阱的RTD器件的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明中超窄雙阱的RTD器件的俯視圖。
[0021]圖中
[0022]1:超窄雙阱的RTD器件2:第一矩形微帶貼片天線
[0023]3:第二矩形微帶貼片天線4:二氧化硅鈍化層
[0024]11:襯底12:緩沖層
[0025]13:發(fā)射區(qū)電極接觸層14:發(fā)射區(qū)
[0026]15:發(fā)射區(qū)隔離層16:第一勢(shì)皇
[0027]17:第一勢(shì)阱18:子勢(shì)阱
[0028]19:第二勢(shì)阱110:第二勢(shì)皇
[0029]111:集電區(qū)隔離層112:集電區(qū)
[0030]113:集電區(qū)電極接觸層114:集電區(qū)金屬電極
[0031]115:發(fā)射區(qū)金屬電極
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的一種具有新型材料結(jié)構(gòu)的矩形微帶貼片天線太赫茲波源做出詳細(xì)說(shuō)明。
[0033]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的一種具有新型材料結(jié)構(gòu)的矩形微帶貼片天線太赫茲波源，包括有超窄雙阱的RTD器件I，所述的超窄雙阱的RTD器件I的集電區(qū)金屬電極上連接有第一矩形微帶貼片天線2，所述的超窄雙阱的RTD器件I的發(fā)射區(qū)金屬電極上連接有第二矩形微帶貼片天線3，所述的第一矩形微帶貼片天線2和第二矩形微帶貼片天線3的上端面位于同一水平面上，所述的超窄雙阱的RTD器件I分別與所述的第一矩形微帶貼片天線2之間的空間以及與第二矩形微帶貼片天線3之間的空間均填充有二氧化硅鈍化層4。
[0034]如圖3、圖4所示，所述的超窄雙阱的RTD器件I包括有由下至上依次形成的襯底
11、緩沖層12和發(fā)射區(qū)電極接觸層13，所述發(fā)射區(qū)電極接觸層13上分別形成有發(fā)射區(qū)14和發(fā)射區(qū)金屬電極115，所述發(fā)射區(qū)14上由下至上依次形成有發(fā)射區(qū)隔離層15、第一勢(shì)皇16、第一勢(shì)阱17、子勢(shì)阱18、第二勢(shì)阱19、第二勢(shì)皇110、集電區(qū)隔離層111、集電區(qū)112、集電區(qū)電極接觸層113和集電區(qū)金屬電極114。其中，
[0035]所述的襯底11為半絕緣InP襯底，厚度為100 — 300 ym;所述的緩沖層12由Ina53Gaa47As層構(gòu)成，厚度為200nm;所述的發(fā)射區(qū)電極接觸層13、發(fā)射區(qū)14、集電區(qū)112和集電區(qū)電極接觸層113是由摻Si濃度達(dá)到2*1019cm_3InQ.53GaQ.47As層構(gòu)成，其中發(fā)射區(qū)電極接觸層13的厚度為400nm，發(fā)射區(qū)14的厚度為20nm，集電區(qū)112的厚度為15nm，集電區(qū)電極接觸層113的厚度為8nm ;所述的發(fā)射區(qū)隔離層15厚度為2nm ;所述的第一勢(shì)皇16和第二勢(shì)皇110是由AlAs層構(gòu)成，厚度為1.2nm;所述的第一勢(shì)阱17、第二勢(shì)阱19和集電區(qū)隔離層111是由Ina53Gaa47As層構(gòu)成，其中，第一勢(shì)阱17和第二勢(shì)阱19的厚度為1.2nm，集電區(qū)隔離層111的厚度為2nm ;所述的子勢(shì)阱18是由InAs層構(gòu)成，厚度為1.2nm ;所述的集電區(qū)金屬電極114和發(fā)射區(qū)金屬電極115材質(zhì)為金，厚度均為100-300nm。
[0036]下面對(duì)本發(fā)明的一種具有新型材料結(jié)構(gòu)的矩形微帶貼片天線太赫茲波源的制備過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述: