JP5445936B2 - 共鳴トンネルダイオードおよびテラヘルツ発振器 - Google Patents
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Description
また、本発明の共鳴トンネルダイオードの1構成例は、前記エミッタ層に負の電圧が印加され、前記コレクタ層に正の電圧が印加されることを特徴とするものである。
また、本発明の共鳴トンネルダイオードは、基板から遠い方から順に、不純物がドープされた半導体からなるエミッタ層と、このエミッタ層の電子に対して障壁となる第1の障壁層と、電気的に中性な半導体からなる井戸層と、前記エミッタ層の電子に対して障壁となる第2の障壁層と、前記エミッタ層から前記第1の障壁層と前記井戸層と前記第2の障壁層とを経て電子が流れ込む電子走行層と、不純物がドープされた半導体からなるコレクタ層とが、前記基板上に順次積層され、前記電子走行層は、組成を含め同一の半導体の3つの層からなり、基板から遠い方から順に、電気的に中性な第1の電子走行層と、不純物がドープされた第2の電子走行層と、電気的に中性な第3の電子走行層とが順次積層されて構成され、少なくとも前記エミッタ層と前記コレクタ層と前記第2の電子走行層とが同じ導電型を示す不純物でドープされていることを特徴とするものである。
また、本発明の共鳴トンネルダイオードの1構成例において、前記半導体は、InGaAsであり、前記電子走行層は、電気的に中性なInGaAsからなる前記第1、第3の電子走行層の間にn型不純物ドーピングが施された前記第2の電子走行層を有することを特徴とするものである。
また、本発明の共鳴トンネルダイオードの1構成例は、前記エミッタ層に正の電圧が印加され、前記コレクタ層に負の電圧が印加されることを特徴とするものである。
また、本発明の共鳴トンネルダイオードの1構成例は、さらに、前記エミッタ層の外側に前記エミッタ層と接するように積層され、前記エミッタ層および前記コレクタ層と同じ導電型を示す不純物で、かつ前記エミッタ層および前記コレクタ層よりも高い濃度の不純物がドープされた半導体からなるサブエミッタ層と、前記コレクタ層の外側に前記コレクタ層と接するように積層され、前記エミッタ層および前記コレクタ層と同じ導電型を示す不純物で、かつ前記エミッタ層および前記コレクタ層よりも高い濃度の不純物がドープされた半導体からなるサブコレクタ層とを有することを特徴とするものである。
図1に示すテラヘルツ発振器では、インジウムリン(InP)からなる基板1上に、金(Au)、パナジウム(Pd)、またはチタン(Ti)等で作製される右電極2が積層されている。同じく金、パナジウムまたはチタンからなる左電極4は、酸化シリコンからなる絶縁体3を挟んで右電極2と対向するように積層されている。
図3は本実施の形態のテラヘルツ発振器の等価回路図である。図3において、GRTDはRTD9の抵抗成分、GANTはスロットアンテナの抵抗成分、CRTDはRTD9のキャパシタンス成分、CANTはスロットアンテナのキャパシタンス成分、Lはスロットアンテナのインダクタンス成分である。
Claims (8)
- 基板から近い方から順に、不純物がドープされた半導体からなるエミッタ層と、
このエミッタ層の電子に対して障壁となる第1の障壁層と、
電気的に中性な半導体からなる井戸層と、
前記エミッタ層の電子に対して障壁となる第2の障壁層と、
前記エミッタ層から前記第1の障壁層と前記井戸層と前記第2の障壁層とを経て電子が流れ込む電子走行層と、
不純物がドープされた半導体からなるコレクタ層とが、前記基板上に順次積層され、
前記電子走行層は、組成を含め同一の半導体の3つの層からなり、基板から近い方から順に、電気的に中性な第1の電子走行層と、不純物がドープされた第2の電子走行層と、電気的に中性な第3の電子走行層とが順次積層されて構成され、
少なくとも前記エミッタ層と前記コレクタ層と前記第2の電子走行層とが同じ導電型を示す不純物でドープされていることを特徴とする共鳴トンネルダイオード。 - 請求項1記載の共鳴トンネルダイオードにおいて、
前記半導体は、InGaAsであり、
前記電子走行層は、電気的に中性なInGaAsからなる前記第1、第3の電子走行層の間にn型不純物ドーピングが施された前記第2の電子走行層を有することを特徴とする共鳴トンネルダイオード。 - 請求項1または2記載の共鳴トンネルダイオードにおいて、
前記エミッタ層に負の電圧が印加され、前記コレクタ層に正の電圧が印加されることを特徴とする共鳴トンネルダイオード。 - 基板から遠い方から順に、不純物がドープされた半導体からなるエミッタ層と、
このエミッタ層の電子に対して障壁となる第1の障壁層と、
電気的に中性な半導体からなる井戸層と、
前記エミッタ層の電子に対して障壁となる第2の障壁層と、
前記エミッタ層から前記第1の障壁層と前記井戸層と前記第2の障壁層とを経て電子が流れ込む電子走行層と、
不純物がドープされた半導体からなるコレクタ層とが、前記基板上に順次積層され、
前記電子走行層は、組成を含め同一の半導体の3つの層からなり、基板から遠い方から順に、電気的に中性な第1の電子走行層と、不純物がドープされた第2の電子走行層と、電気的に中性な第3の電子走行層とが順次積層されて構成され、
少なくとも前記エミッタ層と前記コレクタ層と前記第2の電子走行層とが同じ導電型を示す不純物でドープされていることを特徴とする共鳴トンネルダイオード。 - 請求項4記載の共鳴トンネルダイオードにおいて、
前記半導体は、InGaAsであり、
前記電子走行層は、電気的に中性なInGaAsからなる前記第1、第3の電子走行層の間にn型不純物ドーピングが施された前記第2の電子走行層を有することを特徴とする共鳴トンネルダイオード。 - 請求項4または5記載の共鳴トンネルダイオードにおいて、
前記エミッタ層に正の電圧が印加され、前記コレクタ層に負の電圧が印加されることを特徴とする共鳴トンネルダイオード。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の共鳴トンネルダイオードにおいて、
さらに、前記エミッタ層の外側に前記エミッタ層と接するように積層され、前記エミッタ層および前記コレクタ層と同じ導電型を示す不純物で、かつ前記エミッタ層および前記コレクタ層よりも高い濃度の不純物がドープされた半導体からなるサブエミッタ層と、
前記コレクタ層の外側に前記コレクタ層と接するように積層され、前記エミッタ層および前記コレクタ層と同じ導電型を示す不純物で、かつ前記エミッタ層および前記コレクタ層よりも高い濃度の不純物がドープされた半導体からなるサブコレクタ層とを有することを特徴とする共鳴トンネルダイオード。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の共鳴トンネルダイオードと、
この共鳴トンネルダイオードに接続された共振器であるスロットアンテナと、
前記共鳴トンネルダイオードのエミッタ層とコレクタ層との間にバイアス電圧を印加する電源とからなることを特徴とするテラヘルツ発振器。
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