InP基共振隧穿二极管太赫兹振荡器的设计与实现

O43; 利用InP基共振隧穿二极管(RTD)和加载硅透镜的片上天线设计实现了超过1 THz的振荡器.采用Silvaco软件对RTD模型进行仿真研究,分析了不同发射区掺杂浓度、势垒层厚度、隔离层厚度以及势阱层厚度等对器件直流特性的影响规律.对研制的RTD器件直流特性测试显示:峰值电流密度Jp为359.2 kA/cm2,谷值电流密度Jv为135.8 kA/cm2,峰谷电流比PVCR为2.64,理论计算得到的器件最大射频输出功率和振荡频率(fmax)分别为1.71 mW和1.49 THz.利用透镜封装的形式对采用Bow-tie片上天线和RTD设计的太赫兹振荡器进行封装,测试得到振荡频率超过1 TH...

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Published in红外与毫米波学报 Vol. 41; no. 2; pp. 443 - 447
Main Authors 刘军, 宋瑞良, 刘宁, 梁士雄
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国电子科技集团公司第五十四研究所北京研发中心,北京 100070%河北半导体技术研究所专用集成电路国家重点实验室,河北石家庄 050051 2022
Subjects
振荡器
oscillator
共振隧穿二极管
resonant tunneling diode
THz
太赫兹
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ISSN1001-9014
DOI10.11972/j.issn.1001-9014.2022.02.010

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Summary:O43; 利用InP基共振隧穿二极管(RTD)和加载硅透镜的片上天线设计实现了超过1 THz的振荡器.采用Silvaco软件对RTD模型进行仿真研究,分析了不同发射区掺杂浓度、势垒层厚度、隔离层厚度以及势阱层厚度等对器件直流特性的影响规律.对研制的RTD器件直流特性测试显示:峰值电流密度Jp为359.2 kA/cm2,谷值电流密度Jv为135.8 kA/cm2,峰谷电流比PVCR为2.64,理论计算得到的器件最大射频输出功率和振荡频率(fmax)分别为1.71 mW和1.49 THz.利用透镜封装的形式对采用Bow-tie片上天线和RTD设计的太赫兹振荡器进行封装,测试得到振荡频率超过1 THz,输出功率为2.57μW,直流功耗为8.33 mW,是国内首次报道超过1 THz的振荡器.
ISSN:1001-9014
DOI:10.11972/j.issn.1001-9014.2022.02.010