2023 Fiscal Year Annual Research Report
GaN IMPATTダイオードを用いた新規テラヘルツ光源の開発
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22KJ1582
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
川崎 晟也 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Keywords | IMPATTダイオード / 窒化ガリウム / アバランシェ降伏 / 高周波発振素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はマイクロ波帯及びミリ波帯で動作するGaN IMPATTダイオードの高出力化・高周波化に向けてデバイス構造の改善に取り組んだ。
マイクロ波帯での高出力化に向けて、昨年度検討したp+-n接合界面に高濃度n型層を挟んだp+-n+-n-n+構造を引き続き検討した。電界分布が出力特性に与える影響について、n層の不純物濃度を変化させることで調べた。その結果、動作周波数（15 GHz）に対して最適な出力が得られる不純物濃度があることがわかり、動作周波数15 GHzでパルス出力25 Wの特性が得られた。これは、GaN IMPATT ダイオードにおいては突出したものであり、これまでに報告されているSi、 GaAsで作製されたIMPATTダイオードでのトップデータに並ぶ出力であった。また、電力密度に換算するとSi、 GaAsを上回る結果であり、GaN IMPATTダイオードの高出力発振素子としての優位性の一端を示すことができた。
加えて、高周波化という観点では、ミリ波帯でのGaN IMPATT ダイオードの動作実証を目的に、昨年度作製したWR-34空洞共振器を用いて、30 GHz超のミリ波帯で動作するGaN IMPATTダイオードの作製を行った。引き続き、p+-n+-n-n+構造を採用し、n層幅をより狭くしたダイオードを作製した。発振特性を評価したところ、18-38 GHzにわたる多周波数動作での発振が確認でき、ミリ波帯での発振が実現できた。
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[Presentation] Fabrication of GaN Hi-Lo IMPATT diode2023
Author(s)
Kawasaki Seiya、Kumabe Takeru、Deki Manato、Watanabe Hirotaka、Tanaka Atsushi、Honda Yoshio、Arai Manabu、Amano Hiroshi
Organizer
46th Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits held in Europe, 17th Expert Evaluation and Control of Compound Semiconductor Materials and Technologies (WOCSDICE-EXMATEC 2023)
Int'l Joint Research
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