JP2019075544A - テラヘルツ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図24を用いて、本開示の第1実施形態について説明する。
てもよい。半導体部品B1はテラヘルツ帯の高周波電磁波を発振および受信するものであってもよい。半導体部品B1は、半導体基板1と、第1導電体層2と、第2導電体層3と、絶縁層4(図5等参照)と、テラヘルツ素子5と、第1整流素子61と、第2整流素子62と、を備える。
ダクタンスとして機能する。第2インダクタンス部32の第2方向X2の長さL2(図4参照)は、たとえば、5μm〜100μmである。第2インダクタンス部32の幅は、たとえば、1μm〜10μmである。
ら離間している。縁352および縁353は、厚さ方向Z1視において、縁132および縁133にそれぞれ至っている。本実施形態とは異なり、縁352および縁353が、厚さ方向Z1視において、縁132および縁133にそれぞれ至っていなくてもよい。
622の絶対値よりも小さい。第2立ち上がり電圧値V621は、テラヘルツ素子5がテラヘルツ波を発振する電圧領域R11における値の絶対値の下限(電圧値V11の絶対値であり、図20参照)よりも大きくてもよい。第2立ち上がり電圧値V621は、テラヘルツ素子5がテラヘルツ波を発振する電圧領域R11における値の絶対値の上限(電圧値V12の絶対値であり、図20参照)よりも大きくてもよい。第2立ち上がり電圧値V621の絶対値は、たとえば、0.4〜0.9Vである。第2降伏電圧値V622の絶対値は、たとえば、2〜8Vである。
整流素子61を介して電流が流れる。第2端子61Bに対する第1端子61Aの電圧が負となる非常に高い電圧が、テラヘルツ素子5の両端に印加された場合には、第1端子62Aから第2端子62Bに向かって第2整流素子62を介して電流が流れる。これにより、テラヘルツ素子5に印加されうる電圧の正負に関わらず、テラヘルツ素子5に過大な電流が流れる可能性を低減できる。したがって、より効果的に、テラヘルツ素子5が静電気等によって故障することを回避しうる。
以下の説明では、上記と同一または類似の構成については上記と同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
うる)に沿って延びる仮想直線LLを避けて形成されている。図示の例においては、ワイヤ861、862、871、872はいずれも、平面視において、第1部位21および第2部位31(本実施形態ではいずれもアンテナとして機能しうる)に沿って延びる仮想直線LLに交差しない。平面視において、仮想直線LLを挟んで互いに反対側に、第1整流素子61および第2整流素子62が配置されている。
[付記1]
半導体基板と、
前記半導体基板上に配置されたテラヘルツ素子と、
前記テラヘルツ素子と電気的に並列接続された第1整流素子と、を備える、テラヘルツ装置。
[付記2]
前記テラヘルツ素子と前記第1整流素子とのいずれにも電気的に並列接続された第2整流素子を更に備える、付記1に記載のテラヘルツ装置。
[付記3]
前記第1整流素子および前記第2整流素子は各々、第1端子および第2端子を含み、前記第1整流素子および前記第2整流素子の各々において、前記第1端子から前記第2端子に向かう電気的な方向が順方向であり、
前記第1整流素子の前記第1端子は、前記第2整流素子の前記第2端子に導通している、付記2に記載のテラヘルツ装置。
[付記4]
前記第1整流素子は、第1立ち上がり電圧値および第1降伏電圧値を有し、前記第2整流素子は、第2立ち上がり電圧値および第2降伏電圧値を有し、
前記第1立ち上がり電圧値の絶対値は、前記第1降伏電圧値の絶対値よりも小さく、
前記第2立ち上がり電圧値の絶対値は、前記第2降伏電圧値の絶対値よりも小さく、
前記第1立ち上がり電圧値および前記第2立ち上がり電圧値は、前記テラヘルツ素子がテラヘルツ波を発振する電圧領域における値の絶対値の下限よりも、大きい、付記2または付記3に記載のテラヘルツ装置。
[付記5]
前記第1立ち上がり電圧値および前記第2立ち上がり電圧値は、前記テラヘルツ素子がテラヘルツ波を発振する電圧領域における値の絶対値の上限よりも、大きい、付記4に記載のテラヘルツ装置。
[付記6]
前記半導体基板上に各々形成され、互いに絶縁された第1導電体層および第2導電体層を更に備え、
前記第1整流素子および前記第2整流素子はいずれも、前記半導体基板上に形成され、且つ、前記第1導電体層および前記第2導電体層の間に電気的に介在している、付記2ないし付記5のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
[付記7]
前記半導体基板上に各々形成され、且つ、互いに積層された第1半導体層および第2半導体層を更に備え、
前記第1半導体層は、第1導電型を有し、前記第2半導体層は、前記第1導電型とは反対の第2導電型を有し、
前記第1整流素子の前記第1端子と、前記第2整流素子の前記第2端子とは、前記第1導電体層によって構成され、
前記第1整流素子の前記第2端子と、前記第2整流素子の前記第1端子とは、前記第2導電体層によって構成されている、付記6に記載のテラヘルツ装置。
[付記8]
互いに絶縁された第1導電部位および第2導電部位を更に備え、
前記テラヘルツ素子は、前記第1導電部位および前記第2導電部位の間に電気的に介在しており、
前記第1導電部位は、平面視において、前記テラヘルツ素子の位置する側から第1方向に沿って延びており、前記第2導電部位は、平面視において、前記テラヘルツ素子の位置する側から第1方向とは反対方向に沿って延びている、付記2ないし付記5のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
[付記9]
前記半導体基板が配置された支持体を更に備え、
前記テラヘルツ素子および前記支持体に接合された第1ワイヤを更に備え、
前記第1ワイヤは、平面視において、前記第1導電部位に沿って延びる仮想直線を避けて形成されている、付記8に記載のテラヘルツ装置。
[付記10]
前記テラヘルツ素子および前記支持体に接合された第2ワイヤを更に備え、
前記第2ワイヤは、平面視において、前記仮想直線を避けて形成されている、付記9に記載のテラヘルツ装置。
[付記11]
前記第1整流素子および前記第2整流素子は、平面視において、前記仮想直線を挟んで互いに反対側に配置されている、付記9または付記10に記載のテラヘルツ装置。
[付記12]
前記支持体は、互いに絶縁された第1導電エレメントおよび第2導電エレメントを含み、
前記テラヘルツ装置および前記第1整流素子は、前記第1導電エレメントに配置されており、前記第2整流素子は、前記第2導電エレメントに配置されている、付記8ないし付記11のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
[付記13]
前記第1導電エレメントは、第1部位と、前記第2導電エレメントに向かって前記第1部位から延び出る第2部位と、を含み、
前記テラヘルツ装置は、前記第1導電エレメントにおける前記第2部位に配置されている、付記12に記載のテラヘルツ装置。
[付記14]
前記第1整流素子は、前記第1導電エレメントの前記第2部位に配置されている、付記13に記載のテラヘルツ装置。
[付記15]
前記第2導電エレメントは、前記第1部位に対向する部位を含み、前記第2整流素子は、前記第2導電エレメントにおける前記部位に配置されている、付記13または付記14に記載のテラヘルツ装置。
[付記16]
前記テラヘルツ素子を包囲する空間が形成された樹脂部と、
前記樹脂部に配置され、前記空隙に露出した部材と、を更に備え、
前記空間には、気体が充填されている、付記1ないし付記15のいずれかに記載のテラヘルツ装置。
[付記17]
前記部材は、前記樹脂部に配置された第1部分と、前記第1部分に配置された第2部分と、を含み、
前記第2部分は、導電材料よりなる、付記16に記載のテラヘルツ装置。
[付記18]
前記第2部分は、少なくとも1つの帯状部分、少なくとも1つの環状部分、および少なくとも1つのドットの少なくともいずれかを含む、付記17に記載のテラヘルツ装置。
11 表面
131 縁
132 縁
133 縁
134 縁
2 第1導電体層
21 第1部位
214 第1導電部
215 第2導電部
217 第1コンタクト部
22 第1インダクタンス部
23 第1キャパシタ部
25 第1電極
251 縁
252 縁
253 縁
254 縁
256 部位
257 部位
3 第2導電体層
31 第2部位
32 第2インダクタンス部
33 第2キャパシタ部
35 第2電極
351 縁
352 縁
353 縁
354 縁
357 部位
358 部位
4 絶縁層
5 テラヘルツ素子
61 第1整流素子
611 第1半導体層
612 第2半導体層
61A 第1端子
61B 第2端子
62 第2整流素子
621 第1半導体層
622 第2半導体層
62A 第1端子
62B 第2端子
71、72 半導体層
8 支持体
81 基板
82 導電体層
821 第1導電エレメント
821A 第1部位
821B 第2部位
821E 縁
821F 縁
822 第2導電エレメント
822A 第1部位
822B 第2部位
822E 縁
822F 縁
822R 凹部
85 樹脂部
86 金属部
861 ワイヤ
862 ワイヤ
871 ワイヤ
872 ワイヤ
A1、A2 テラヘルツ装置
B1〜B4 半導体部品
LL 仮想直線
R11 領域
V11、V12 電圧値
V611 第1立ち上がり電圧値
V612 第1降伏電圧値
V621 第2立ち上がり電圧値
V622 第2降伏電圧値
X1 第1方向
X2 第2方向
X3 第3方向
X4 第4方向
Z1 厚さ方向
Claims (18)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に配置されたテラヘルツ素子と、
前記テラヘルツ素子と電気的に並列接続された第1整流素子と、を備える、テラヘルツ装置。 - 前記テラヘルツ素子と前記第1整流素子とのいずれにも電気的に並列接続された第2整流素子を更に備える、請求項1に記載のテラヘルツ装置。
- 前記第1整流素子および前記第2整流素子は各々、第1端子および第2端子を含み、前記第1整流素子および前記第2整流素子の各々において、前記第1端子から前記第2端子に向かう電気的な方向が順方向であり、
前記第1整流素子の前記第1端子は、前記第2整流素子の前記第2端子に導通している、請求項2に記載のテラヘルツ装置。 - 前記第1整流素子は、第1立ち上がり電圧値および第1降伏電圧値を有し、前記第2整流素子は、第2立ち上がり電圧値および第2降伏電圧値を有し、
前記第1立ち上がり電圧値の絶対値は、前記第1降伏電圧値の絶対値よりも小さく、
前記第2立ち上がり電圧値の絶対値は、前記第2降伏電圧値の絶対値よりも小さく、
前記第1立ち上がり電圧値および前記第2立ち上がり電圧値は、前記テラヘルツ素子がテラヘルツ波を発振する電圧領域における値の絶対値の下限よりも、大きい、請求項2または請求項3に記載のテラヘルツ装置。 - 前記第1立ち上がり電圧値および前記第2立ち上がり電圧値は、前記テラヘルツ素子がテラヘルツ波を発振する電圧領域における値の絶対値の上限よりも、大きい、請求項4に記載のテラヘルツ装置。
- 前記半導体基板上に各々形成され、互いに絶縁された第1導電体層および第2導電体層を更に備え、
前記第1整流素子および前記第2整流素子はいずれも、前記半導体基板上に形成され、且つ、前記第1導電体層および前記第2導電体層の間に電気的に介在している、請求項2ないし請求項5のいずれかに記載のテラヘルツ装置。 - 前記半導体基板上に各々形成され、且つ、互いに積層された第1半導体層および第2半導体層を更に備え、
前記第1半導体層は、第1導電型を有し、前記第2半導体層は、前記第1導電型とは反対の第2導電型を有し、
前記第1整流素子の前記第1端子と、前記第2整流素子の前記第2端子とは、前記第1導電体層によって構成され、
前記第1整流素子の前記第2端子と、前記第2整流素子の前記第1端子とは、前記第2導電体層によって構成されている、請求項6に記載のテラヘルツ装置。 - 互いに絶縁された第1導電部位および第2導電部位を更に備え、
前記テラヘルツ素子は、前記第1導電部位および前記第2導電部位の間に電気的に介在しており、
前記第1導電部位は、平面視において、前記テラヘルツ素子の位置する側から第1方向に沿って延びており、前記第2導電部位は、平面視において、前記テラヘルツ素子の位置する側から第1方向とは反対方向に沿って延びている、請求項2ないし請求項5のいずれかに記載のテラヘルツ装置。 - 前記半導体基板が配置された支持体を更に備え、
前記テラヘルツ素子および前記支持体に接合された第1ワイヤを更に備え、
前記第1ワイヤは、平面視において、前記第1導電部位に沿って延びる仮想直線を避けて形成されている、請求項8に記載のテラヘルツ装置。 - 前記テラヘルツ素子および前記支持体に接合された第2ワイヤを更に備え、
前記第2ワイヤは、平面視において、前記仮想直線を避けて形成されている、請求項9に記載のテラヘルツ装置。 - 前記第1整流素子および前記第2整流素子は、平面視において、前記仮想直線を挟んで互いに反対側に配置されている、請求項9または請求項10に記載のテラヘルツ装置。
- 前記支持体は、互いに絶縁された第1導電エレメントおよび第2導電エレメントを含み、
前記テラヘルツ装置および前記第1整流素子は、前記第1導電エレメントに配置されており、前記第2整流素子は、前記第2導電エレメントに配置されている、請求項8ないし請求項11のいずれかに記載のテラヘルツ装置。 - 前記第1導電エレメントは、第1部位と、前記第2導電エレメントに向かって前記第1部位から延び出る第2部位と、を含み、
前記テラヘルツ装置は、前記第1導電エレメントにおける前記第2部位に配置されている、請求項12に記載のテラヘルツ装置。 - 前記第1整流素子は、前記第1導電エレメントの前記第2部位に配置されている、請求項13に記載のテラヘルツ装置。
- 前記第2導電エレメントは、前記第1部位に対向する部位を含み、前記第2整流素子は、前記第2導電エレメントにおける前記部位に配置されている、請求項13または請求項14に記載のテラヘルツ装置。
- 前記テラヘルツ素子を包囲する空間が形成された樹脂部と、
前記樹脂部に配置され、前記空隙に露出した部材と、を更に備え、
前記空間には、気体が充填されている、請求項1ないし請求項15のいずれかに記載のテラヘルツ装置。 - 前記部材は、前記樹脂部に配置された第1部分と、前記第1部分に配置された第2部分と、を含み、
前記第2部分は、導電材料よりなる、請求項16に記載のテラヘルツ装置。 - 前記第2部分は、少なくとも1つの帯状部分、少なくとも1つの環状部分、および少なくとも1つのドットの少なくともいずれかを含む、請求項17に記載のテラヘルツ装置。
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