JP2009049692A - 発振素子、及び検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】共鳴トンネルダイオードを用いた発振素子である。発振素子は、第1の障壁層と量子井戸層11と第2の障壁層とを含み構成される利得媒質を、第1の厚さ調整層9と第2の厚さ調整層13との間に介在させて構成されている共鳴トンネルダイオードを備える。また、前記共鳴トンネルダイオードに印加するバイアス電圧の極性を切り換えるための手段20を備える。前記第1の厚さ調整層9と前記第2の厚さ調整層13との厚さは異なる。
【選択図】図1
Description
本発明の第1実施例は図1に示した構造で、最良の形態で述べたようにアンテナ長が50μm、共鳴トンネルダイオードを構成する半導体層5が2.5μm角のポストになっている場合である。半導体層の厚さはそれぞれ以下の通りである。
n-InGaAs層14:50nm
第1のノンドープInGaAs厚さ調整層13:40nm
第1のノンドープAlAsバリア層(In=0)12:1.5nm
ノンドープInGaAs量子井戸層11:4.5nm
第2のノンドープAlAsバリア層(In=0)10:1.5nm
第2のノンドープInGaAs厚さ調整層9:30nm
n-InGaAs層8:50nm
第2のn+-InGaAsコンタクト層7:20nm
本発明による第2の実施例においては、共鳴トンネルダイオードを構成する半導体ポスト60をスロットアンテナを形成する窓領域61の中央でなく、図6のように中央からずらした位置に配置するものである。
本発明による第3の実施例では、共振器すなわち図1のスロットアンテナの長手方向の長さを変えて発振周波数を調整するものである。
本発明による第4の実施例は、図1のスロットアンテナのアンテナ長を30μmとして、さらに、半導体層5を2.3μm角のポストとして図9に示すような3重障壁量子井戸による共鳴トンネルダイオードを用いるものである。それぞれの厚さは、以下の通りである。
ノンドープAlAs障壁層91:1.3nm
ノンドープInGaAs量子井戸層92:7.6nm
ノンドープInAlAs障壁層93:2.6nm
ノンドープInGaAs量子井戸層94:5.6nm
ノンドープAlAs障壁層95:1.3nm
ノンドープInGaAs厚さ調整層96:20nm
なお、各層の厚さは一例であってこれに限るものではない。
本発明による第5の実施例は、本発明による発振素子を用いて物体の検査装置を提供するものである。
2、3‥電極
4、61‥アンテナ部
5、60‥半導体領域
6‥絶縁層
7、15‥コンタクト層
8、14‥ドープ層
9、13、90、96‥調整層
10、12、91、93、95‥バリア層
11、92、94‥量子井戸層
20‥スイッチ
21、22‥電源
70a〜d‥発振器
71a〜d‥検出器
72‥検査物体
73‥レンズ
74‥ミラー
Claims (9)
- 共鳴トンネルダイオードを用いた発振素子であって、
第1の障壁層と量子井戸層と第2の障壁層とを含み構成される利得媒質を、第1の厚さ調整層と第2の厚さ調整層との間に介在させて構成されている共鳴トンネルダイオードと、
前記共鳴トンネルダイオードに印加するバイアス電圧の極性を切り換えるための手段と、
を備え、且つ
前記第1の厚さ調整層と前記第2の厚さ調整層との厚さが異なることを特徴とする発振素子。 - 前記第1及び第2の調整層の厚さは、5nmから60nmであることを特徴とする請求項1に記載の発振素子。
- 前記共鳴トンネルダイオードにバイアス電圧を印加するための第1の電極と第2の電極とを有し、前記切り換えるための手段は、前記共鳴トンネルダイオードに印加するバイアス電圧の極性を、前記第1及び第2の電極に対して反転させることにより、発振周波数を変化させるための手段であることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の発振素子。
- 前記利得媒質は、複数の前記量子井戸層を有し、該量子井戸層同士の間には、障壁層が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の発振素子。
- 前記第1の厚さ調整層は、前記第1の障壁層と第1のコンタクト層との間に設けられているノンドープの層であり、且つ前記第2の厚さ調整層は、前記第2の障壁層と前記第2のコンタクト層との間に設けられているノンドープの層であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の発振素子。
- 前記量子井戸層は、インジウムガリウム砒素からなる材料で構成され、前記第1及び第2の障壁層は、アルミニウム砒素あるいはインジウムアルミニウム砒素からなる材料で構成され、前記第1及び第2の厚さ調整層は、ノンドープのインジウムガリウム砒素からなる材料で構成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の発振素子。
- 前記発振素子は、アンテナ共振器を備えていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の発振素子。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の前記発振素子の発振周波数を、検査対象となる物質の固有振動スペクトルに調整することで、検査対象物質の有無を検査することを特徴とする検査装置。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の前記発振素子を光源として用いて、前記発振素子の周波数スイッチングを行い周波数シフトキーイング方式で通信を行うことを特徴とする通信システム。
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