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氮化物半導(dǎo)體共振隧穿二極管振蕩器及其制作方法

文檔序號:40322960發(fā)布日期:2024-12-18 12:59閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種氮化物半導(dǎo)體共振隧穿二極管振蕩器,包括共振隧穿二極管和縫隙天線,該共振隧穿二極管自下而上,包括襯底(1)、發(fā)射極歐姆接觸層(2)、第一隔離層(3)、第一勢壘層(4)、勢阱層(5)、第二勢壘層(6)、第二隔離層(7)、集電極歐姆接觸層(8),其特征在于:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器,其特征在于:所述金屬縫隙層(11),采用金、銀、銅、鋁材料中的任意一種,其厚度為100nm-300nm,縫隙寬為2μm-6μm,縫隙長度由所需諧振頻率決定,該縫隙與其金屬四周邊緣的距離為300μm-400μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器,其特征在于:所述mim電容(12),包括下極板(121)、介質(zhì)層(122)和上極板(123),其位于金屬縫隙層(11)上的另一側(cè),且下極板(121)與金屬縫隙層(11)共用同一金屬層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器,其特征在于:所述共振隧穿二極管的集電極歐姆接觸層(8)和發(fā)射極歐姆接觸層(2)分別與縫隙天線中mim電容(12)的上極板(123)和縫隙天線中的金屬縫隙層(11)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器,其特征在于,所述共振隧穿二極管,其各層厚度和材料如下:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩器,其特征在于:

7.一種氮化物半導(dǎo)體共振隧穿二極管振蕩器的制作方法,其特征在于,包括如下步驟:

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述步驟1)和步驟7)中使用的分子束外延技術(shù),其工藝條件如下:

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述步驟2)、步驟4)和步驟6)中使用的分子束外延技術(shù),其工藝條件如下:

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述步驟3)和步驟5)中使用的分子束外延技術(shù),其工藝條件如下:

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法,其特征在于:


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種氮化物半導(dǎo)體共振隧穿二極管振蕩器及其制作方法,主要解決現(xiàn)有共振隧穿二極管振蕩器輸出功率低、材料外延難度大、襯底耦合使諧振頻率漂移、直流功耗高、電路復(fù)雜性大的問題。其包括共振隧穿二極管和縫隙天線,該共振隧穿二極管自下而上包括:襯底、發(fā)射極歐姆接觸層、第一隔離層、第一勢壘層、勢阱層、第二勢壘層、第二隔離層、集電極歐姆接觸層,且各層均采用氮化物材料;該縫隙天線自下而上包括:金屬地、介質(zhì)板、金屬縫隙層、MIM電容。整個氮化物半導(dǎo)體共振隧穿二極管位于金屬縫隙層的一側(cè),并與MIM電容連接。本發(fā)明屏蔽了襯底耦合對諧振頻率的影響,直流功耗和電路復(fù)雜性小,輸出功率高,材料外延工藝簡單,可用于太赫茲片上高功率輻射源。

技術(shù)研發(fā)人員:薛軍帥,劉仁杰,劉芳,郭壯,袁金淵,張進(jìn)成,郝躍
受保護(hù)的技術(shù)使用者:西安電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/12/17
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