[发明专利]一种具有新型材料结构的圆柱形透镜矩阵太赫兹波源

摘要

一种具有新型材料结构的圆柱形透镜矩阵太赫兹波源，在圆柱形透镜的下表面设置有由多个RTO发射单元构成的RTO矩阵，RTO矩阵位于圆柱形透镜下表面的圆心处。RTO矩阵是由2×2～32×32个RTO发射单元构成的矩阵。本发明形成波导的宽度与振荡器的宽度不同，在振荡器与波导之间形成驻波。RTD位于通过热沉与振荡器的上电极相连，同时可以通过改变RTD在振荡器中的位置，来实现振荡器在不同频段的振荡。波导由于传输高频电磁波，并且损耗极小，太赫兹波经过波导后最终进过缝隙天线或矩形微带贴片天线发射出去，这样就实现了芯片之间的水平或垂直通信。在当前的工艺条件下，无需增加工艺难度，即可将RTO的功率提高十几倍至几十倍。

主权项

一种圆柱形透镜矩阵太赫兹波源，包括有圆柱形透镜（A），其特征在于，所述的圆柱形透镜（A）的下表面设置有由多个RTO发射单元构成的RTO矩阵（B），所述的RTO矩阵（B）位于圆柱形透镜（A）下表面的圆心处，所述的RTO矩阵（B）是由2×2～32×32个RTO发射单元构成的矩阵，所述的RTO发射单元包括有超窄双阱的RTD器件（1），所述的超窄双阱的RTD器件（1）的集电区金属电极上连接有第一微带贴片天线（2），所述的超窄双阱的RTD器件（1）的发射区金属电极上连接有第二微带贴片天线（3），所述的第一微带贴片天线（2）和第二微带贴片天线（3）的上端面位于同一水平面上，所述的超窄双阱的RTD器件（1）分别与所述的第一微带贴片天线（2）之间的空间以及与第二微带贴片天线（3）之间的空间均填充有二氧化硅钝化层（4），所述的超窄双阱的RTD器件（1）包括有由下至上依次形成的衬底（11）、缓冲层（12）和发射区电极接触层（13），所述发射区电极接触层（13）上分别形成有发射区（14）和发射区金属电极（115），所述发射区（14）上由下至上依次形成有发射区隔离层（15）、第一势垒（16）、第一势阱（17）、子势阱（18）、第二势阱（19）、第二势垒（110）、集电区隔离层（111）、集电区（112）、集电区电极接触层（113）和集电区金属电极（114），其中，所述的衬底（11）为半绝缘InP衬底，厚度为100－300μm，所述的缓冲层（12）由In0.53Ga0.47As层构成，厚度为200nm；所述的发射区电极接触层（13）、发射区（14）、集电区（112）和集电区电极接触层（113）是由掺Si浓度达到2*1019cm‑3 的In0.53Ga0.47As层构成，其中发射区电极接触层（13）的厚度为400nm，发射区（14）的厚度为20nm，集电区（112）的厚度为15nm，集电区电极接触层（113）的厚度为8nm；所述的发射区隔离层（15）厚度为2nm；所述的第一势垒（16）和第二势垒（110）是由AlAs层构成，厚度为1.2nm；所述的第一势阱（17）、第二势阱（19）和集电区隔离层（111）是由In0.53Ga0.47As层构成，其中，第一势阱（17）和第二势阱（19）的厚度为1.2nm，集电区隔离层（111）的厚度为2nm；所述的子势阱（18）是由InAs层构成，厚度为1.2nm；所述的集电区金属电极（114）和发射区金属电极（115）材质为金属，厚度均为100‑300nm。