基于hemt结构的太赫兹调制器件研究

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1、４击如乂＊著ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬ巨ＣＴＲＯＮＩＣｓｃｉＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥｔ＾ｍｊ论文题目基于ＨＥＭＴ结构的太赫兹调制器件妍究专业学位类别工程硕上学号２０１３２２０３０６３５作者姓名殷亮指营教师文岐业教授Ｉｒｅ分类号密级注1UDC学位论文基于HEMT结构的太赫兹调制器件研究（题名和副题名）殷亮（作者姓名）指导教师文岐业教授电子科技大学成都（姓名、

2、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称材料工程提交论文日期2016.03.18论文答辩日期2016.05.20学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHOFTERAHERTZMODULATORBASEDONHEMTSTRUCTUREAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:YinL

3、iangSupervisor:Prof.WenQiyeSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：貪吏寺Ｓ曰期：）。／＾年女月；Ｚｏ

4、曰论义使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：．＿聽麻去晚＿■日期：＞〇／占年月＞０曰加摘要摘要随着太赫兹技术成为国际社会关注的研究热点的同时，国内的研究也在如火如荼地进行。作为太赫兹无线通信系统和太赫兹成像系统中的重要部件

5、——太赫兹波调制器件成为必不可少的研究对象。关于对太赫兹波的调控技术已有很多的相关报道，从材料的选择方面，包括半导体、石墨烯、氧化钒、光子晶体、超材料等；从调控手段上存在电控、温控、光控等多种方式，但不同的调控技术都存在各自的弊端。例如，电控石墨烯调制器件制备简单且调制速率较快，但是调制深度较小；温控导致二氧化钒相变实现对太赫兹波的调制虽然得到了较高的调制深度，但是调制速率很慢。硅、砷化镓等半导体材料通过和超材料相结合的调制器件是太赫兹调制技术的重要方式之一，但是受限于半导体中载流子迁移率的影响，使得其对太赫兹波的调制速率最高只能达到kHz量级。本文提出一

6、种基于高电子迁移率晶体管结构的太赫兹调制器件，通过电压控制AlGaN/GaN异质结界面处的二维电子气浓度，实现对太赫兹波的高速调制。在研究了关于高电子迁移率晶体管的版图绘制和工艺流程后，通过具体实验步骤中的工艺摸索，得到了电学性能良好的高电子迁移率晶体管。在此基础上，使用软件设计仿真和优化了超材料结构单元，使其谐振频点处于较理想的频段内。绘制高电子迁移率晶体管与超材料结构单元相结合的调制单元版图，并排列成整个调制器件，制出实验所需的掩膜版。在已摸索出的工艺流程和工艺参数的条件下，成功制备出调制器件，通过外加电压于调制器件的栅电极上，可以改变AlGaN/Ga

7、N异质结界面处的二维电子气浓度，从而控制晶体管的开启和关断，在与超材料相结合的情况下共同完成对太赫兹波的调制。在对调制器件的透射率和动态调制性能的测试后得到，本调制器件可对太赫兹波的最大调制深度达到约18％，调制速率可达3MHz。本论文提出的基于高电子迁移率晶体管结构的太赫兹调制器件，能够与Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体工艺相兼容。既适用于动态电信号与太赫兹波耦合的场合，也是构建其他太赫兹系统中重要的功能器件，在太赫兹无线通信、探测和成像方面均具有巨大的应用潜力和价值。关键词：太赫兹波，高电子迁移率晶体管，调制器件，电调控IABSTRACTABSTRACTAsthe

8、terahertztechnologyhasbecomeafocu