[發明專利]耿氏二極管和用于生成太赫茲輻射的方法

在審

• 申請號: 201980072140.0
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN112997333A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: O·伊爾馬佐格盧;A·S·豪約
• 申請（專利權）人: 達姆施塔特工業大學
• 主分類號: H01L47/02
• 分類號: H01L47/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃曉升

1.一種耿氏二極管，具有：

第一接觸層(110)和第二接觸層(120)；

基于氮化鎵(GaN)半導體材料的有源層(130)，所述有源層(130)形成于所述第一接觸層(110)和所述第二接觸層(120)之間；

襯底(140)，所述有源層(130)連同所述第一接觸層(110)和所述第二接觸層(120)形成在所述襯底(140)；和

用于激光器(50)的光學輸入端(150)，以通過激光照射促進或觸發所述有源層(140)的能帶的極值(210、220)之間的電荷載流子轉移。

2.根據權利要求1所述的耿氏二極管，其中所述襯底包括下述材料的一者：氮化鎵、硅、碳化硅。

3.根據權利要求1或權利要求2所述的耿氏二極管，還包括陽極觸點和陰極觸點，

其中相比于所述有源層(130)，所述第一接觸層(110)和/或所述第二接觸層為相同基體材料的較高摻雜區域，并且所述陽極觸點經由所述襯底(140)電氣地連接至所述第一接觸層(110)并且所述陰極觸點連接至所述第二接觸層，和

其中所述第一接觸層(110)和所述第二接觸層(120)包括1x 10¹⁸cm^-3至5x 10¹⁸cm^-3的范圍內的摻雜，和

所述陽極觸點包括至少10²⁰cm^-3的摻雜。

4.根據前述權利要求中任一項所述的耿氏二極管，其中所述第一接觸層(110)由所述襯底(140)形成。

5.根據前述權利要求中任一項所述的耿氏二極管，還包括冷卻本體(180)，所述冷卻本體(180)包括相比于所述襯底(140)的較高導熱性。

6.根據權利要求5所述的耿氏二極管，其中所述有源層(130)至所述冷卻本體(180)的熱連接經由所述襯底(140)來產生。

7.根據前述權利要求中任一項所述的耿氏二極管，還包括特別地由金屬制成的場板(17)，其中所述有源層(13)形成于所述場板(17)和所述襯底(140)之間，而未在所述場板(17)上橫向地突出。

8.根據前述權利要求中任一項所述的耿氏二極管，還包括鈍化層(160)，所述鈍化層(160)以所述有源層(130)連同所述第一接觸層(110)和所述第二接觸層(120)形成在所述鈍化層(160)和所述襯底(140)之間的方式來布置。

9.根據前述權利要求中任一項所述的耿氏二極管，其中所述光學輸入端(150)由對于用于下述元件的至少一者的激光透明的材料形成：

-所述第一接觸層(110)，

-所述第二接觸層(120)，

-所述鈍化層(160)。

10.一種用于以根據前述權利要求中任一項所述的耿氏二極管生成太赫茲輻射的開關。

11.根據權利要求10所述的開關，還包括所述激光器(50)，所述激光器(50)能夠耦合至所述光學輸入端(150)并且形成用以生成連續激光束或脈沖激光束。

12.根據權利要求11所述的開關，其中所述脈沖激光器(50)包括納秒范圍或皮秒范圍或飛秒范圍的激光上升時間。

13.一種太赫茲輻射源，包括集成天線和根據權利要求10至12中任一項所述的開關。

14.一種用于生成太赫茲輻射的方法，所述方法包括：

將供應電壓施加(S110)至根據權利要求1至9中任一項所述的耿氏二極管；和

以激光束照射(S120)所述耿氏二極管以觸發或支持所述耿氏二極管的有源層(130)中的電荷載流子轉移。

15.根據權利要求14所述的方法，其中

當所述激光束脈沖化時，所述供應電壓永久性地施加；或

當所述激光束為連續激光束時，以一工作頻率施加。