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1、(10)申请公布号 CN 102881989 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 1 9 8 9 A *CN102881989A* (21)申请号 201210385047.5 (22)申请日 2012.10.11 H01Q 1/22(2006.01) H01Q 23/00(2006.01) H01L 21/77(2006.01) H01L 27/06(2006.01) (71)申请人孙丽华 地址 100076 北京市丰台区东高地梅源里4 幢3单元12号 (72)发明人孙丽华 (74)专利代理机构北京思睿峰知识产权代理有 限公司 11396 代理人龚海军 。
2、(54) 发明名称 太赫兹频段螺旋形混频天线 (57) 摘要 本发明提供了太赫兹频段螺旋形混频天线、 太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线以及太赫兹频 段螺旋形亚谐波可偏置混频天线。所述混频天线 包括螺旋形天线和肖特基二极管，肖特基二极管 包括肖特基接触电极、欧姆接触电极和电镀引线， 肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位 置；采用半导体工艺制作肖特基二极管和螺旋形 天线，肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝缘 砷化镓层为衬底。本发明的混频天线可以实现太 赫兹频段圆极化信号的空间耦合与检测，同时具 有小体积、轻质量和高度一致性的特点，适合于大 规模成像阵列。 (51)Int.Cl. 权利要求书3页。
3、 说明书6页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 6 页 附图 3 页 1/3页 2 1.一种太赫兹频段螺旋型混频天线，包括螺旋形天线和肖特基二极管，肖特基二极管 包括肖特基接触电极、欧姆接触电极和电镀引线，肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈 电端口位置；肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与螺旋形天线的一极相连；肖 特基二极管的欧姆接触电极与螺旋形天线的另一极相连；采用半导体工艺制作肖特基二极 管和螺旋形天线，采用半导体工艺制作肖特基二极管和螺旋形天线，肖特基二极管和螺旋 形天线以半绝缘砷化镓层为衬底。 2.根据权利要求1所述。
4、的太赫兹频段螺旋型混频天线，其特征在；在半绝缘砷化镓层 上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述 的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为10 18 量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度 为10 16 10 17 量级；所掺杂质为硅。 3.根据权利要求2所述的太赫兹频段螺旋型混频天线，其特征在于：在轻掺杂n-GaAs 层(33)上形成二氧化硅层(34)，在二氧化硅层(34)开有小孔，肖特基接触电极(21)位于 小孔中，肖特基接触电极(21)与轻掺杂n-型砷化镓层(33)接触形成肖特基结；欧姆接触 电极(22)形成在重掺杂n+型砷化镓层(32)上；电镀引。
5、线(23)形成在二氧化硅层(34)和 肖特基接触电极(21)上； 太赫兹肖特基二极管还包括沟道(28)，沟道(28)形成在重掺杂n+GaAs层(32)、轻掺 杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)中，沟道(28)中重掺杂n+GaAs层(32)、轻掺杂n-GaAs 层(33)和二氧化硅层(34)被除去；沟道(28)的形状为反锥形，沟道(28)的下表面与半绝 缘GaAs材料(31)接触，沟道(28)的上表面与电镀引线(23)接触，沟道(28)的侧面从沟 道(28)的下表面相对于半绝缘GaAs材料(31)成预定的角度延伸到上表面，沟道(28)的 上表面大于沟道(28)的下表面； 螺旋形天线的金。
6、属形成在半绝缘砷化镓层(31)或重掺杂n+型砷化镓层(32)上。 4.根据权利要求3所述的太赫兹频段螺旋型混频天线，其特征在于：肖特基接触电极 是圆柱形或者近圆柱形；欧姆接触电极(22)靠近肖特基接触电极(21)的一边是有一开 口的圆柱面或近圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面是与圆柱形或者近圆柱形的肖特基接触电 极(21)同心的圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面的横截面是一段圆弧或近圆弧，所述圆弧或 近圆弧的一端到所述圆弧或近圆弧对应的圆心的直线与所述圆弧或近圆弧的另一端到所 述圆心的直线之间的夹角定义为所述圆柱面或近圆柱面的开口角度，所述开口角度A小于 180。 5.一种太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，。
7、包括螺旋形天线、第一肖特基二极管、第 二肖特基二极管；所述每一个肖特基二极管都包括肖特基接触电极、欧姆接触电极、电镀引 线；所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；所 述的第一肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与所述的第二肖特基二极管的欧 姆接触电极相连，并与螺旋形天线的一极相连；所述的第二肖特基二极管的肖特基接触电 极通过电镀引线与所述的第一肖特基二极管的欧姆接触电极相连，并与所述天线的另一极 相连；采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋形 天线以半绝缘砷化镓层为衬底。 6.根据权利要求5所述的太赫兹频段螺旋型亚谐波混频天。
8、线，其特征在；在半绝缘 砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化 权 利 要 求 书CN 102881989 A 2/3页 3 镓层；重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为10 18 量级；轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为 10 16 10 17 量级；所掺杂质为硅。 7.根据权利要求6所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，其特征在于：在轻掺杂 n-GaAs层(33)上形成二氧化硅层(34)，在二氧化硅层(34)开有小孔，肖特基接触电极 (21)位于小孔中，肖特基接触电极(21)与轻掺杂n-型砷化镓层(33)接触形成肖特基结； 欧姆接触电极(22)形成在重掺杂。
9、n+型砷化镓层(32)上；电镀引线(23)形成在二氧化硅 层(34)和肖特基接触电极(21)上； 所述每一个太赫兹肖特基二极管还包括沟道(28)，沟道(28)形成在重掺杂n+GaAs层 (32)、轻掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)中，沟道(28)中重掺杂n+GaAs层(32)、轻 掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)被除去；沟道(28)的形状为反锥形，沟道(28)的 下表面与半绝缘GaAs材料(31)接触，沟道(28)的上表面与电镀引线(23)接触，沟道(28) 的侧面从沟道(28)的下表面相对于半绝缘GaAs材料(31)成预定的角度延伸到上表面，沟 道(28)的上表面。
10、大于沟道(28)的下表面； 螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层(31)或重掺杂n+型砷化镓层(32)上。 8.根据权利要求7所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，其特征在于：肖特基接 触电极是圆柱形或者近圆柱形；欧姆接触电极(22)靠近肖特基接触电极(21)的一边是有 一开口的圆柱面或近圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面是与圆柱形或者近圆柱形的肖特基接 触电极(21)同心的圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面的横截面是一段圆弧或近圆弧，所述圆 弧或近圆弧的一端到所述圆弧或近圆弧对应的圆心的直线与所述圆弧或近圆弧的另一端 到所述圆心的直线之间的夹角定义为所述圆柱面或近圆柱面的开口角度，所述开口角度A 小于1。
11、80。 9.一种太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，包括螺旋形天线、第一肖特基二极 管、第二肖特基二极管和电容；所述每一个肖特基二极管都包括肖特基接触电极、欧姆接触 电极、电镀引线；所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电 端口位置；所述的第一肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与螺旋形天线的一极 相连；第一肖特基二极管的欧姆接触电极与螺旋形天线的另一极相连。所述的第二肖特基 二极管的欧姆接触电极通过电容与第一肖特基二极管的电镀引线相连；第二肖特基二极管 的肖特基接触电极通过电镀引线与第一肖特基二极管的欧姆接触电极相连；采用半导体工 艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天。
12、线，所述肖特基二极管和螺旋形天线以半绝缘砷化镓 层为衬底。 10.根据权利要求9所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，其特征在于：在 半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型 砷化镓层；重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为10 18 量级；轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓 度为10 16 10 17 量级；所掺杂质为硅。 11.根据权利要求10所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，其特征在于： 在轻掺杂n-GaAs层(33)上形成二氧化硅层(34)，在二氧化硅层(34)开有小孔，肖特基接 触电极(21)位于小孔中，肖特基接触电极(21)与轻掺杂n-。
13、型砷化镓层(33)接触形成肖 特基结；欧姆接触电极(22)形成在重掺杂n+型砷化镓层(32)上；电镀引线(23)形成在二 氧化硅层(34)和肖特基接触电极(21)上； 权 利 要 求 书CN 102881989 A 3/3页 4 所述每一个太赫兹肖特基二极管还包括沟道(28)，沟道(28)形成在重掺杂n+GaAs层 (32)、轻掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)中，沟道(28)中重掺杂n+GaAs层(32)、轻 掺杂n-GaAs层(33)和二氧化硅层(34)被除去；沟道(28)的形状为反锥形，沟道(28)的 下表面与半绝缘GaAs材料(31)接触，沟道(28)的上表面与电镀引线(2。
14、3)接触，沟道(28) 的侧面从沟道(28)的下表面相对于半绝缘GaAs材料(31)成预定的角度延伸到上表面，沟 道(28)的上表面大于沟道(28)的下表面； 螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层(31)或重掺杂n+型砷化镓层(32)上。 12.根据权利要求11所述的太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，其特征在于： 肖特基接触电极是圆柱形或者近圆柱形；欧姆接触电极(22)靠近肖特基接触电极(21)的 一边是有一开口的圆柱面或近圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面是与圆柱形或者近圆柱形的 肖特基接触电极(21)同心的圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面的横截面是一段圆弧或近圆 弧，所述圆弧或近圆弧的一端到所述。
15、圆弧或近圆弧对应的圆心的直线与所述圆弧或近圆弧 的另一端到所述圆心的直线之间的夹角定义为所述圆柱面或近圆柱面的开口角度，所述开 口角度A小于180。 权 利 要 求 书CN 102881989 A 1/6页 5 太赫兹频段螺旋形混频天线 技术领域 0001 本领域涉及太赫兹波探测技术领域，特别是涉及太赫兹频段螺旋形混频天线、太 赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线以及太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线。 背景技术 0002 太赫兹是最后一段被开发的电磁频谱。太赫兹辐射的独特性能使得太赫兹成像技 术成为当今研究热点之一。太赫兹探测器是太赫兹成像的关键部件之一，其核心是太赫兹 天线与混频器。为了实现探测。
16、器的小型化并易于形成大规模阵列，可以将天线与混频器集 成起来，即混频天线；可以广泛应用于成像、射电天文、通信等领域。尤其是在焦平面成像领 域，混频天线是一种低成本、小体积、易于形成阵列的方案，因此具有广泛的应用前景，是太 赫兹波探测装置方面的一个有效选择。 0003 传统的混合集成方式不利于实现太赫兹混频天线的高一致性和小体积。此外，为 了实现宽频带的太赫兹信号检测，需要使用宽频带的天线，对于某些应用来说，还需要能够 实现圆极化信号的耦合。 0004 由于太赫兹频段本振信号源仍是一个技术问题，因此希望利用比射频信号频率更 低的本振源实现太赫兹信号的混频。 0005 此外，传统的亚谐波混频中拓扑。
17、结构难以实现两个二极管的同时偏置，因而不利 于提高变频效率。 发明内容 0006 本发明是鉴于上述问题所提出的，其目的是提出一种太赫兹频段螺旋形混频天 线，可以实现空间太赫兹信号的宽频带、圆极化信号耦合和检测。 0007 本发明的另一个目的是提出一种太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，可以实现空 间太赫兹信号的宽频带、圆极化信号耦合和检测，并且降低对本振频率的需求。 0008 本发明的另一个目的是提出一种太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，可以 实现空间太赫兹信号的宽频带、圆极化信号耦合和检测，并且降低对本振频率和功率的需 求。 0009 根据本发明的第一方便，提供了一种太赫兹频段螺旋型混频天线。
18、，包括螺旋形天 线和肖特基二极管，肖特基二极管包括肖特基接触电极、欧姆接触电极和电镀引线，肖特基 二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引 线与螺旋形天线的一极相连；肖特基二极管的欧姆接触电极与螺旋形天线的另一极相连； 采用半导体工艺制作肖特基二极管和螺旋形天线，肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝 缘砷化镓层为衬底。 0010 在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成 轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为10 18 量级；所述的轻掺 杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为10 16 10 17 量级；所掺杂质为。
19、硅。 说 明 书CN 102881989 A 2/6页 6 0011 在轻掺杂n-GaAs层上形成二氧化硅层，在二氧化硅层开有小孔，肖特基接触电极 位于小孔中，肖特基接触电极与轻掺杂n-型砷化镓层接触形成肖特基结；欧姆接触电极形 成在重掺杂n+型砷化镓层上；电镀引线形成在二氧化硅层和肖特基接触电极上；太赫兹肖 特基二极管还包括沟道，沟道形成在重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层中， 沟道中重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层被除去；沟道的形状为反锥形，沟 道的下表面与半绝缘GaAs材料接触，沟道的上表面与电镀引线接触，沟道的侧面从沟道的 下表面相对于半绝缘G。
20、aAs材料成预定的角度延伸到上表面，沟道的上表面大于沟道的下 表面；螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。 0012 根据本发明的第二方面，提供了一种太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线，包括螺 旋形天线、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管；所述每一个肖特基二极管都包括肖特基 接触电极、欧姆接触电极、电镀引线；所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极管位于螺旋 形天线的射频馈电端口位置；所述的第一肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与 所述的第二肖特基二极管的欧姆接触电极相连，并与螺旋形天线的一极相连；所述的第二 肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与所述的第一肖特基二极。
21、管的欧姆接触电 极相连，并与所述天线的另一极相连；采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天 线，所述肖特基二极管和螺旋形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。 0013 在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成 轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为10 18 量级；轻掺杂n-型 砷化镓层的掺杂浓度为10 16 10 17 量级；所掺杂质为硅。 0014 在轻掺杂n-GaAs层上形成二氧化硅层，在二氧化硅层开有小孔，肖特基接触电极 位于小孔中，肖特基接触电极与轻掺杂n-型砷化镓层接触形成肖特基结；欧姆接触电极形 成在重掺杂n+型砷化镓层上；电。
22、镀引线形成在二氧化硅层和肖特基接触电极上；所述每一 个太赫兹肖特基二极管还包括沟道，沟道形成在重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧 化硅层中，沟道中重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层被除去；沟道的形状为 反锥形，沟道的下表面与半绝缘GaAs材料接触，沟道的上表面与电镀引线接触，沟道的侧 面从沟道的下表面相对于半绝缘GaAs材料成预定的角度延伸到上表面，沟道的上表面大 于沟道的下表面；螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。 0015 根据本发明第三方面，提供了一种太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，包 括螺旋形天线、第一肖特基二极管、第二。
23、肖特基二极管和电容；所述每一个肖特基二极管都 包括肖特基接触电极、欧姆接触电极、电镀引线；所述第一肖特基二极管和第二肖特基二极 管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置；所述的第一肖特基二极管的肖特基接触电极通过 电镀引线与螺旋形天线的一极相连；第一肖特基二极管的欧姆接触电极与螺旋形天线的另 一极相连。所述的第二肖特基二极管的欧姆接触电极通过电容与第一肖特基二极管的电镀 引线相连；第二肖特基二极管的肖特基接触电极通过电镀引线与第一肖特基二极管的欧姆 接触电极相连；采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管 和螺旋形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。 0016 在半绝缘砷化镓层上形。
24、成重掺杂n+型砷化镓层，在重掺杂n+型砷化镓层上形成 轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂浓度为10 18 量级；所述的轻掺 杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为10 16 10 17 量级；所掺杂质为硅。 说 明 书CN 102881989 A 3/6页 7 0017 在轻掺杂n-GaAs层上形成二氧化硅层，在二氧化硅层开有小孔，肖特基接触电极 位于小孔中，肖特基接触电极与轻掺杂n-型砷化镓层接触形成肖特基结；欧姆接触电极形 成在重掺杂n+型砷化镓层上；电镀引线形成在二氧化硅层和肖特基接触电极上；所述每一 个太赫兹肖特基二极管还包括沟道，沟道形成在重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-G。
25、aAs层和二氧 化硅层中，沟道中重掺杂n+GaAs层、轻掺杂n-GaAs层和二氧化硅层被除去；沟道的形状为 反锥形，沟道的下表面与半绝缘GaAs材料接触，沟道的上表面与电镀引线接触，沟道的侧 面从沟道的下表面相对于半绝缘GaAs材料成预定的角度延伸到上表面，沟道的上表面大 于沟道的下表面；螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。 0018 本发明的太赫兹频段螺旋型混频天线可以实现太赫兹频段圆极化信号的空间耦 合与检测，同时具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，适合于大规模成像阵列。 0019 本发明的太赫兹频段螺旋形亚谐波混频天线可以实现空间圆极化信号的亚谐波 混频，具有。
26、小体积、轻质量和高度一致性的特点，降低了对本振信号频率的要求，所需的本 振信号频率仅为射频频率的偶数分频。 0020 本发明的太赫兹频段螺旋形亚谐波可偏置混频天线，可以实现空间圆极化信号的 亚谐波混频，具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，降低了对本振信号频率的要求，所 需的本振信号频率仅为射频频率的偶数分频，同时，通过加载最优偏置，降低对本振功率的 需求。 附图说明 0021 应说明的是，下面描述中的附图仅示意地示出了一些实施例，并没有包括所有可 能的实施例。 0022 图1a是本发明实施例所使用的肖特基二极管的俯视图； 0023 图1b是沿图1中A-A线的剖视图； 0024 图2本发明实施。
27、例的太赫兹螺旋形混频天线结构示意图； 0025 图3是本发明实施例的太赫兹螺旋形亚谐波混频天线结构示意图； 0026 图4是本发明实施例的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线结构示意图。 具体实施方式 0027 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图描述本发明的示例 性实施例的技术方案。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实 施例。所描述的实施例仅用于图示说明，而不是对本发明范围的限制。基于本发明的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本发明保护的范围。 0028 尽管本申请中使用了词语第一、第二等来描述多个元件。
28、或构成部分，这些元件或 构成部分不应受这些词语的限制。这些词语仅用于区分一个元件或构成部分和另一元件或 构成部分，而不包含“顺序”。因此，将下面讨论的第一元件或构成部分称为第二元件或构成 部分也没有超出本发明的构思和范围。 0029 图1a和图1b为本发明实施例所使用的太赫兹肖特基二极管结构示意图。图1a 是本发明实施例所使用的肖特基二极管的俯视图或平面图的示意图；图1b是沿图1中A-A 说 明 书CN 102881989 A 4/6页 8 线的剖视图。如图1a和图1b所示，太赫兹肖特基二极管包括肖特基接触电极21，欧姆接 触电极22，电镀引线23。所使用的外延材料自下而上依次为：半绝缘砷化镓。
29、衬底31、重掺 杂n+型砷化镓层32、；所述的重掺杂n+型砷化镓层32的掺杂浓度为10 18 量级；所述的轻 掺杂n-型砷化镓层33的掺杂浓度为10 16 10 17 量级；所掺杂质为硅；在轻掺杂n-型砷化 镓层表面淀积一层二氧化硅34以保护肖特基接触电极21。 0030 二氧化硅层34形成在轻掺杂n-型砷化镓层33上，在二氧化硅层34开有小孔，肖 特基接触电极21位于小孔中，肖特基接触电极21与轻掺杂n-型砷化镓层33接触形成肖 特基结。电镀引线23形成在二氧化硅层34和肖特基接触电极21上。欧姆接触电极22形 成在重掺杂n+型砷化镓层32上。 0031 沟道28形成在重掺杂n+型砷化镓层3。
30、2、轻掺杂n-型砷化镓层33和二氧化硅层 34中，沟道28中的重掺杂n+型砷化镓层32、轻掺杂n-型砷化镓层33和二氧化硅层34被 除去。 0032 可选地，沟道28形状为反锥形，参见附图1b。沟道28的下表面与砷化镓半导体衬 底31接触，沟道28的上表面与电镀引线23接触，沟道128的侧面从沟道128的下表面相 对于砷化镓半导体衬底31成预定的角度延伸到上表面，沟道28的上表面大于沟道28的下 表面。 0033 肖特基接触电极是圆柱形或者近圆柱形；欧姆接触电极靠近肖特基接触电极的一 边是有一开口的圆柱面或近圆柱面，所述圆柱面或近圆柱面是与圆柱形或者近圆柱形的肖 特基接触电极同心的圆柱面，所述。
31、圆柱面或近圆柱面的横截面是一段圆弧或近圆弧，所述 圆弧或近圆弧的一端到所述圆弧或近圆弧对应的圆心的直线与所述圆弧或近圆弧的另一 端到所述圆心的直线之间的夹角定义为所述圆柱面或近圆柱面的开口角度，所述开口角度 A小于180，参见图1a和图1b。 0034 图2为本发明所提出的太赫兹螺旋形混频天线结构示意图。太赫兹螺旋形混频天 线包括螺旋形天线1、肖特基二极管2。所采用的肖特基二极管结构如图1a和图1b所示。 肖特基二极管2与螺旋形天线1均形成在半导体外延材料上。肖特基二极管2位于螺旋形 天线1的射频馈电端口位置，肖特基二极管2的肖特基接触电极21通过电镀引线23与螺旋 形天线1的一极相连；肖特基。
32、二极管2的欧姆接触电极22与螺旋形天线1的另一极相连。 0035 采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋 形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在 重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂 浓度为10 18 量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为10 16 10 17 量级；所掺杂质为 硅。螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。 0036 采用半导体工艺，将螺旋形天线与肖特基二极管集成在一起所形成的太赫兹螺旋 形混频天线具有小体积、轻质量和高度一致性的特。
33、点，适合于大规模成像阵列。本发明的太 赫兹螺旋形混频天线具有空间信号耦合和混频的双重功能，是一种宽频带、圆极化的混频 天线，可以实现宽频带的太赫兹信号检测以及能够实现圆极化信号的耦合。 0037 图3是本发明所提出的太赫兹螺旋形亚谐波混频天线结构示意图。太赫兹螺旋形 亚谐波混频天线包括螺旋形天线1、第一肖特基二极管3、第二肖特基二极管4。所采用的肖 特基二极管结构如图1a和图1b所示。所述的第一肖特基二极管3的欧姆接触电极与所述 说 明 书CN 102881989 A 5/6页 9 的第二肖特基二极管4的肖特基接触电极相连；第一肖特基二极管3的肖特基接触电极与 第二肖特基二极管4的欧姆接触电极。
34、相连。肖特基二极管3和肖特基二极管4与螺旋形天 线均形成在半导体外延材料上。肖特基二极管位于螺旋形天线的射频馈电端口位置。所述 的第一肖特基二极管3的肖特基接触电极通过电镀引线与所述的第二肖特基二极管4的欧 姆接触电极相连，并与螺旋形天线1的一极相连；所述的第二肖特基二极管4的肖特基接触 电极通过电镀引线与所述的第一肖特基二极管3的欧姆接触电极相连，并与所述天线1的 另一极相连。 0038 采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋 形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在 重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述。
35、的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂 浓度为10 18 量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为10 16 10 17 量级；所掺杂质为 硅。螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。 0039 采用半导体工艺，将螺旋形天线与第一肖特基二极管和第二肖特基二极管集成在 一起所形成的太赫兹螺旋形亚谐波混频天线具有小体积、轻质量和高度一致性的特点，适 合于大规模成像阵列。 0040 本发明的太赫兹螺旋形混频天线具有空间信号耦合和混频的双重功能，是一种宽 频带、圆极化的混频天线，可以实现宽频带的太赫兹信号检测以及能够实现圆极化信号的 耦合。 0041 此外，太赫兹螺旋形亚谐波混频天线，。
36、可以利用比射频信号频率更低的本振源实 现太赫兹信号的混频。 0042 图4是本发明所提出的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线实施例结构示意图， 包括螺旋形天线1、第三肖特基二极管5、第四肖特基二极管6和电容7。所采用的肖特基 二极管结构如图1a和图1b所示。第三肖特基二极管5的欧姆接触电极与第四肖特基二极 管6的肖特基接触电极相连；第三肖特基二极管5的肖特基接触电极通过电镀引线和电容 7相连，电容7与第四肖特基二极管6的欧姆接触电极相连。肖特基二极管5和肖特基二极 管6与螺旋形天线均形成在半导体外延材料上。肖特基二极管5和肖特基二极管6位于螺 旋形天线的射频馈电端口位置。第三肖特基二极管5的肖特。
37、基接触电极通过电镀引线与螺 旋形天线的一极相连；肖特基二极管5的欧姆接触电极与螺旋形天线的另一极相连。第四 肖特基二极管6的欧姆接触电极通过电容7与第三肖特基二极管的电镀引线相连；肖特基 二极管6的肖特基接触电极通过电镀引线与第三肖特基二极管5的欧姆接触电极相连。 0043 采用半导体工艺制作所述肖特基二极管和螺旋形天线，所述肖特基二极管和螺旋 形天线以同一半绝缘砷化镓层为衬底。在半绝缘砷化镓层上形成重掺杂n+型砷化镓层，在 重掺杂n+型砷化镓层上形成轻掺杂n-型砷化镓层；所述的重掺杂n+型砷化镓层的掺杂 浓度为10 18 量级；所述的轻掺杂n-型砷化镓层的掺杂浓度为10 16 10 17 量。
38、级；所掺杂质为 硅。螺旋形天线的金属形成在半绝缘砷化镓层或重掺杂n+型砷化镓层上。 0044 采用半导体工艺，将太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线的螺旋形天线、肖特基 二极管、电容集成在一起所形成的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线同样具有小体积、 轻质量和高度一致性的特点，适合于大规模成像阵列。 0045 本发明的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线具有空间信号耦合和混频的双重 说 明 书CN 102881989 A 6/6页 10 功能，是一种宽频带、圆极化的混频天线，可以实现宽频带的太赫兹信号检测以及能够实现 圆极化信号的耦合。 0046 此外，太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线可以利用比射频信号。
39、频率更低的本振 源实现太赫兹信号的混频。本发明的太赫兹螺旋形亚谐波可偏置混频天线能实现反向平行 肖特基二极管对的同时偏置，能够将反向平行的两个肖特基二极管同时偏置在一个最优的 静态工作点上，从而提高了变频效率。 0047 以上对本发明的实施例的描述仅用于说明本发明的技术方案，而不是对本发明范 围的限制，本发明并不限于所公开的这些实施例，本领域的技术人员可以对前述各实施例 所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换 都应落入本发明的保护范围。 说 明 书CN 102881989 A 10 1/3页 11 图1a 图1b 说 明 书 附 图CN 102881989 A 11 2/3页 12 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102881989 A 12 3/3页 13 图4 说 明 书 附 图CN 102881989 A 13 。