THz帯低雑音ショットキ・バリア・ダイオードの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650376
• Research Institution: Sendai National College of Technology
• Principal Investigator: 鈴木 哲 仙台電波工業高等専門学校, 助教授 (90171230)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安井 孝成 理化学研究所, フォトダイナミクス研究センター, フロンティア研究員 (20241250)
• Keywords: ショットキ・ダイオード / QUIP-SBD / ECRプラズマエッチング / THz / 地球環境計測 / プラズマ計測 / ミキサー

Research Abstract

昨年度に引き続き、地球環境計測用2.5THz帯準平面形ショットキ・ダイオード(QUIP-SBD)、及び4THz帯プラズマ計測用SBD検出器の開発を行い、以下の成果を得た。
(1) SBD微細加工プロセスを行う際、GaAs表面に欠陥を生じない条件で、かつ再現性の良いECRプラズマエッチングを行う必要がある。そのため、プラズマ電子温度、電子密度、基板ポテンシャル、基板温度のその場測定を行った。その結果、再現性の良いエッチングを行うためには、5時間のアルゴン/酸素プラズマによるクリーニングが必要であることを明らかにした。
(2) 前述の改良プロセスを用いて、2.5THz帯QUIP-SBDの開発を行った。英国ラザフォード研究所で開発された検出器/ミキサーブロックに本QUIP-SBDを組み込んで性能を測定し、24,000K(DSB)のミキサー雑音温度を得た。この時の局部発振電力は1mW以下で良く、この点においても非常に優れていることを明らかにした。このミキサーは、米国NASAに送られ、衛星搭載のための振動テスト等にもパスし、地球環境計測用衛星に組み込まれる予定である。
(3) 核融合科学研究所で開発が進められている4THz帯プラズマ計測用干渉計に用いるSBD検出器の開発を行った。4THz帯では、従来のコーナーキューブ形の場合、アンテナ素子の位置あわせが極めて難しい。そこで、放物面の焦点距離が任意に設定できることを利用して、コーナーレフレクターの代わりに採用した。この検出器の設計が終了し、現在製作を行っている。製作が完了次第、核融合科学研究所で実験を行う予定である。

Research Products

• [Publications] K.Mizuno: "Millimeter and Submillimeter Wave Semiconductor Device Development at RIKEN and Tohoku University" Int.Semiconductor Device Research Symposium,Washington D.C.Dec.(1997). (1997)
• [Publications] T.Suzuki: "Quasi-Integrated Planar Schoffky Barrier Diodes for 2.5 THz Receivers" 9th Int.Symposium on Space THz Technology,Pasadema CA.Mar.(1998). 187-194 (1998)
• [Publications] T.Yasui: "Fabrication of Quasi-Integrated Planar Schttky Barrier Diodes for THz Applications" 23rd Int.Conf.on Infrared and Millimeter Waves,Essex,Sep(1998). 88-89 (1998)
• [Publications] 安井孝成: "THz帯用ショットキ・バリア・ダイオードの製作プロセスと界面評価" 電子通信学会技術研究報告. ED96-180. 1-8 (1997)