[發明專利]一種用于太赫茲探測器的天線組件

在審

• 申請號: 202310584890.4
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116404396A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 孫云飛;闕妙玲;陳麗香;孫佳惟
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22
• 代理公司: 北京研展知識產權代理有限公司 16009
• 代理人: 何偉

本發明涉及電子器件技術領域，具體為一種用于太赫茲探測器的天線組件，包括基于GaNHEMT器件的處理芯片和天線，GaNHEMT的處理芯片和天線場耦合連接；其中，天線包括源極天線、漏極天線和柵極天線，所述源極天線和漏極天線設置在柵極兩側且對稱，且柵極天線連接柵極向所述源極天線或漏極天線一側延伸；所述源極天線和漏極天線長為38?58微米，寬均為4?19微米，中間柵極長200?900納米，中間柵極距源極天線和漏極天線的間距均為200?650納米；通過本發明天線組件實現在室溫下提升探測器靈敏度一個數量級，室溫下噪聲等效功率達8pW/Hz^0.5以下；將天線組件與超半球硅透鏡或者喇叭直波導集成，提升太赫茲波的吸收率，靈敏度得到提升。

技術領域

本發明涉及電子器件技術領域，具體涉及一種用于太赫茲探測器的天線組件。

背景技術

太赫茲(Terahertz，THz)輻射是對一個特定波段的電磁輻射的統稱，通常是指頻率在0.1THz～10THz(波長在3mm～30um)范圍內的電磁波，它在電磁波譜中位于微波和紅外輻射之間。在電子學領域里，這一波段的電磁波又被稱做毫米波和亞毫米波；而在光譜學領域，它也被稱為遠紅外線。太赫茲波輻射源具有：寬頻性、透視性、安全性等特性，所以它在物理、化學、生物醫學等基礎領域，以及有無損成像、安全檢查、光譜分析和雷達通訊方面有著重要的應用前景。

和太赫茲輻射源一樣，太赫茲探測也是太赫茲科技中的另一關鍵技術，也是太赫茲技術應用投入到實際應用的另一關鍵環節。目前，太赫茲信號探測技術從原理上可分為相干脈沖時域連續波探測技術和非相干直接能量探測技術兩類?；谙喔杉夹g的太赫茲脈沖時域連續波探測技術采用與太赫茲脈沖生成相類似的方式進行相干探測，一類探測方法稱為太赫茲時域光譜技術；另一類在太赫茲波低頻端選用超外差式探測器。主要探測方法有熱輻射探測法、傅里葉變換光譜法、時域光譜法、外差式探測法以及太赫茲量子阱紅外光子探測。在太赫茲波段的開發和利用中，探測太赫茲信號具有舉足輕重的意義。因為，一方面，由于太赫茲輻射源輸出功率低，頻率范圍內熱輻射背景噪聲大、水蒸汽衰減嚴重等因素的影響，從目標反射回來的太赫茲輻射信號更低，與較短波長的光學波段電磁波相比，太赫茲波光子能量低，背景噪聲通常占據顯著地位。這就要求太赫茲探測器具有很高的探測靈敏度和頻率分辨率，另一方面，隨著太赫茲技術在各領域特別是軍事領域中的深入開展，不斷提高探測靈敏度成為必然的要求。

由于目前太赫茲光源的輻射功率普遍都比較低，而現有的太赫茲波探測器普遍具有響應速度慢(熱釋電探測器)、探測頻率窄(肖特基二極管)、靈敏度差(Golaycell探測器)的缺點，因此發展一種高速、高靈敏度、高信噪的太赫茲波探測器尤為重要。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明旨在提供一種用于太赫茲探測器的天線組件，以解決目前太赫茲波探測器靈敏度差等問題。

為了解決上述問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種用于太赫茲探測器的天線組件，包括基于GaNHEMT器件的處理芯片和天線，GaNHEMT的處理芯片和天線場耦合連接；

其中，天線包括源極天線、漏極天線和柵極天線，所述源極天線和漏極天線設置在柵極兩側且對稱，且柵極天線連接柵極向所述源極天線或漏極天線一側延伸；

所述基于GaNHEMT器件的處理芯片包括襯底，在襯底一側依次設置的成核層、過渡層、緩沖層、插入層、勢壘層、鈍化層；在勢壘層上生長有源電極和漏電極，源電極和漏電極從所述插入層延伸到所述鈍化層；鈍化層上設置有通孔，勢壘層上設置有凹槽；通孔和所述凹槽的開口相連通，形成鈍化層和勢壘層的界面；界面包括所述鈍化層遠離勢壘層的一面、通孔的側壁、凹槽的側壁和所述凹槽的底面；在界面上依次生長有阻擋層、介質層；阻擋層和界面經過氧化處理；凹槽中，生長有柵電極，柵電極部分覆蓋所述介質層；介質層和所述柵電極上生長有保護層。