(57)【要約】  本発明に係る装置は分布共鳴トンネルセクションを有し、分布共鳴トンネルセクションは、第１及び第２のノード間に互いに直列に結合された複数の誘導性部分であり、それぞれの付加的ノードが該誘導性部分の隣接する各々の対の間に存在するように結合された複数の誘導性部分を含む。分布共鳴トンネルセクションはまた、各々が第３のノードとそれぞれの前記付加的ノードとの間に結合されている複数の共鳴トンネルデバイス部分を含む。
2007519236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分布共鳴トンネルセクションを有する装置であって、分布共鳴トンネルセクションが：
第１及び第２のノード間に互いに直列に結合された複数の誘導性部分であり、それぞれの付加的ノードが該誘導性部分の隣接する各々の対の間に存在するように結合された複数の誘導性部分；及び
複数の共鳴トンネルデバイス部分であり、各々の該共鳴トンネルデバイス部分が第３のノードとそれぞれの前記付加的ノードとの間に結合されている複数の共鳴トンネルデバイス部分；
を含むところの装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記誘導性部分の各々がそれぞれ別個のインダクタを含み；かつ
前記共鳴トンネルデバイス部分の各々がそれぞれ別個の共鳴トンネルダイオードを含む；
ところの装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記第１及び第２のノードをそれぞれ間隔が設けられた第１位置及び第２位置に含み、かつ前記第１位置の領域から前記第２位置の領域まで各々広がっている第１及び第２のセクションを含む集積回路を有し、前記第１のセクションが複数の別個の部分であり各々がそれぞれの前記誘導性部分を含む複数の別個の部分を含み、かつ前記第２のセクションが複数の別個の部分であり各々がそれぞれの前記共鳴トンネルデバイス部分を含む複数の別個の部分を含むところの装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、前記第２のセクションが複数の層であり、各々が前記第１位置の領域から前記第２位置の領域まで広がっており、かつ各々が複数の部分でありそれぞれの前記共鳴トンネルデバイス部分の各部分である複数の部分を含む、複数の層を含むところの装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、前記第２のセクションの前記層が順に第１層、第２層、第３層、第４層及び第５層を有し、前記第３層が低濃度にドープされた半導体材料であり、前記第２層及び第４層の各々が絶縁材料であり、かつ前記第１層及び第５層の各々が高濃度にドープされた導電性の半導体材料であるところの装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、第１及び第２の導電性コンタクトであり各々が前記第１位置の領域から前記第２位置の領域まで広がっている第１及び第２の導電性コンタクトを有し、前記第１のコンタクトが前記第５層の表面に前記第４層から離されて設けられ、かつ前記第２のコンタクトが前記第１層の表面に前記第２層から離されて設けられているところの装置。
【請求項７】
請求項４に記載の装置であって、前記第２のセクションの前記層が順に第１層、第２層、第３層、第４層及び第５層を有し、前記第３層及び第５層が低濃度にドープされた半導体材料であり、前記第２層及び第４層の各々が絶縁材料であり、かつ前記第１層が高濃度にドープされた導電性の半導体材料であり、前記第５層が前記第１層、第２層、第３層及び第４層の何れよりも厚いところの装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、第１及び第２の導電性コンタクトであり各々が前記第１位置の領域から前記第２位置の領域まで広がっている第１及び第２の導電性コンタクトを有し、前記第１のコンタクトが前記第５層の表面に前記第４層から離されて設けられ、かつ前記第２のコンタクトが前記第１層の表面に前記第２層から離されて設けられているところの装置。
【請求項９】
請求項４に記載の装置であって、前記第２のセクションが前記第１位置と前記第２位置との間に伸長する方向に細長いところの装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の装置であって、前記第１のセクションが複数の部分を有する層を有し、前記複数の部分がそれぞれの前記誘導性部分の各部分であるところの装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置であって、前記共鳴トンネルデバイス部分の各々を、前記共鳴トンネルデバイス部分の各々が負性抵抗を示すモードで、動作させるためにバイアスするバイアスセクションを有する装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記分布共鳴トンネルセクションの前記第１、第２及び第３のノードに結合された回路を有し、前記分布共鳴トンネルセクションが、前記共鳴トンネルデバイスの前記負性抵抗から得られる利得の機能として、前記回路の前記第１及び第３のノード間に与えられた信号の増幅をもたらすところの装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置であって、前記回路が前記第２及び第３のノード間に結合された負荷を含み、該負荷が前記分布共鳴トンネルセクションの実効的なインピーダンスに実質的に整合されたインピーダンスを有するところの装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の装置であって、
前記第１位置と第２位置との間の距離が選択周波数の波長の４分の１の整数倍にほぼ等しく；かつ
当該装置が前記分布共鳴トンネルセクションの前記第１、第２及び第３のノードに結合された回路を有し、前記分布共鳴トンネルセクションが前記共鳴トンネルデバイスの前記負性抵抗から得られる利得の機能として前記選択周波数で発振する；
ところの装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置であって、前記回路が：
前記第１及び第３のノード間に結合された電源；及び
前記第２及び第３のノード間に結合された負荷であり、前記分布共鳴トンネルセクションの実効的なインピーダンスと実質的に異なるインピーダンスを有する負荷；
を有するところの装置。
【請求項１６】
分布共鳴トンネルセクションを形成する方法であって：
複数の誘導性部分を第１及び第２のノード間に、該誘導性部分の隣接する各々の対の間にそれぞれの付加的ノードが存在するように、互いに直列に結合するステップ；及び
複数の共鳴トンネルデバイス部分の各々を第３のノードとそれぞれの前記付加的ノードとの間に結合するステップ；
を有する方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって：
前記誘導性部分をそれらの各々がそれぞれの別個のインダクタを含むように構成するステップ；及び
前記共鳴トンネルデバイス部分をそれらの各々がそれぞれの別個の共鳴トンネルダイオードを含むように構成するステップ；
を有する方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって：
前記第１及び第２のノードをそれぞれ間隔が設けられた第１位置及び第２位置に含み、かつ前記第１位置の領域から前記第２位置の領域まで各々広がっている第１及び第２のセクションを含む集積回路を設けるステップ；
前記第１のセクションを、複数の別個の部分であり各々がそれぞれの前記誘導性部分を含む複数の別個の部分、を有するように構成するステップ；及び
前記第２のセクションを、複数の別個の部分であり各々がそれぞれの前記共鳴トンネルデバイス部分を含む複数の別個の部分、を有するように構成するステップ；
を有する方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、前記第２のセクションを構成するステップが、前記第２のセクションが複数の層であり、各々が前記第１位置の領域から前記第２位置の領域まで広がっており、かつ各々が複数の部分でありそれぞれの前記共鳴トンネルデバイス部分の各部分である複数の部分を含む、複数の層を有するように構成することを含むところの方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記第１のセクションを構成するステップが、前記第１のセクションが複数の部分を有する層を有し、前記複数の部分がそれぞれの前記誘導性部分の各部分であるように、前記第１のセクションを構成することを含むところの方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の方法であって、前記共鳴トンネルデバイス部分の各々を、該共鳴トンネルデバイス部分の各々が負性抵抗を示すモードで、動作させるためにバイアスするステップを有する方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、前記分布共鳴トンネルセクションに、前記共鳴トンネルデバイスの前記負性抵抗から得られる利得の機能として、前記第１及び第３のノード間に与えられる信号の増幅を生じさせるステップを有する方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法であって：
前記第１位置と第２位置との間の距離を選択周波数の波長の４分の１の整数倍にほぼ等しく選定するステップ；及び
前記分布共鳴トンネルセクションに、前記共鳴トンネルデバイスの前記負性抵抗から得られる利得の機能として、前記選択周波数で発振させるステップを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して高周波回路に関し、より具体的には高周波増幅又は発振を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
動作周波数がおよそ100GHz未満である応用向けに、多様な増幅器及び発振器が存在している。これらには、ガン効果ダイオード、衝突雪崩走行時間（インパット）ダイオード、電界効果トランジスタ、及び／又はバイポーラトランジスタに基づく半導体増幅器及び発振器が含まれる。その他の公知の手法には、例えばクライストロン、進行波管、及びジャイロトロン等の真空ソースが含まれる。
【０００３】
しかしながら、この他に、より高い周波数で動作可能な増幅器及び／又は発振器を必要とするシステムがある。例えば、マイクロ波システムは信号の受信を改善するために高周波増幅器を必要とするとともに、受信回路の局所的な発振器として機能する高周波発振器を必要とし、また、送信回路の電力発振器として機能する高周波発振器を必要とする。これらの応用に向けた高周波増幅器及び発振器は、伝統的に、ジャイロトロン等の大きな真空管装置、又は非効率な周波数逓倍された半導体ソース及びパラメトリック増幅器で実施されてきた。これに関し、周波数逓倍された半導体ソースは１つの周波数の入力信号を高次の調和周波数に変換するが、電力変換効率が劣っている。パラメトリック増幅器は、高周波での電力増幅率を得るために非線形リアクタンス素子を用いる。これら既存の手法は、意図された目的には概して十分であったが、全ての観点で満足のいくものではなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、高周波増幅又は発振を実現する方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態は分布共鳴トンネルセクションを形成することに関し：それぞれの付加的ノードが隣接する誘導性部分対の各々の間に存在するように、複数の誘導性部分を第１及び第２のノード間で互いに直列に結合させること；及び複数の共鳴トンネルデバイス部分の各々を第３のノードとそれぞれの付加的ノードとの間に結合させること；を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の一実施形態に係る集積回路10である装置の一部を示す斜視図である。図２は、図１に示された構造の断片的な断面図である。集積回路10は基板12を有する。基板12は開示された実施形態においてはインジウムリン（InP）から成る。なお、集積回路10の様々な部分についてここで議論される特定の材料は例であり、集積回路10はその他の材料及び／又はその他の半導体技術を用いて実施され得る。伸長構造14が基板12の頂部に形成されており、図２に示されるように、空間位置である端部16及び17を有している。端部16と17との間の距離は構造14の電気的長さLである。ここでは、構造14を分布共鳴トンネルダイオード（ＤＲＴＤ）構造と呼ぶ。
【０００７】
ＴＲＴＤ構造14は導電層21を有する。導電層21は基板12の頂部表面に設けられ、端部16から端部17まで広がっている。開示された実施形態では、導電層21はドープされた半導体材料であり、具体的には、ｎ＋型の半導体材料を形成するためにドープされたインジウム・ガリウム砒素（InGaAs）である。
【０００８】
ＴＲＴＤ構造14はまた、層21の頂部に５つのさらなる層22乃至26を有し、それらはそれぞれ端部16から端部17まで広がっている。横方向には、層22乃至26の各々は層21より実質的に幅が狭く、層21のほぼ中心に設けられている。
【０００９】
層25は、厚さ及び組成が層21と同様である導電層である。具体的には、ドープされた半導体材料である。開示された実施形態では、ｎ＋型の半導体材料を形成するために高濃度にドープされたインジウム・ガリウム砒素（InGaAs）である。中心層23もまたInGaAsから成るが、ドープされていない、又は低濃度でドープされているのみである。層22及び24は各々アルミニウム砒素（AlAs）から成り、従って電気的絶縁層である。垂直方向において、５つの層21乃至25は集団となって共鳴トンネルダイオード（ＲＴＤ）構造を形作っている。
【００１０】
層26は電気コンタクトである。ＤＲＴＤ構造14は２つのさらなる電気コンタクト28及び29を有し、電気コンタクト28及び29は層21の頂部に設けられ、各々が構造14の端部16から端部17まで広がっている。コンタクト28及び29は、層22乃至26を含む積層体に対して反対側に設けられ、かつ、各々がこの積層体から空間を設けている。開示された実施形態では、コンタクト26、28及び29は全て金から成る。しかしながら、これらのコンタクトは代わりに、導電性のその他の如何なる好適材料から成ることができる。コンタクト26及び層25は事実上、伝送ラインの１つの導体に相当し、コンタクト28、29、及び層21は伝送ラインの他の導体に相当し、層21乃至25のＲＴＤ構造がこれら２つの導体間にその長さに沿って配置されることになる。
【００１１】
図２を参照して、破線は、回路の端子又はノード41がどのようにＤＲＴＤ構造14のコンタクト26にその端部16で電気的に結合され得るかを図示しており、また、回路の別の端子又はノード42がどのように他のコンタクト28及び29の各々とその端部16で電気的に結合され得るかを図示している。図２はまた、さらなる端子又はノード43がどのようにコンタクト26とその端部17で結合され得るか、端子又はノード44がどのようにコンタクト28及び29の各々とその端部17で結合され得るかを示している。
【００１２】
図１の破線で示されるように、図１及び図２のＤＲＴＤ構造14は理論的に複数の相等しい区分に細かく分割されることができ、それらの幾つかが参照符号51乃至54で識別されている。これらの区分については後述する。本発明の理解を容易にするために、ＤＲＴＤ構造14は図１に細長い構成で示されている。しかしながら、ＤＲＴＤ構造は代わりにその他の形状をとることも可能である。
【００１３】
上述したように、層21乃至25は集団となって垂直方向にＲＴＤ構造を形成する。図３は、このＲＴＤ構造を流れる電流がＲＴＤ構造への印加電圧、すなわち換言すれば、コンタクト26とコンタクト28及び29の一方又は両方との間への印加電圧、の変化に応じてどのように変化するかを示す曲線を表している。曲線は傾きが負である領域71を有する。要するに、これはＲＴＤ構造の負性抵抗特性を表している。技術的に知られているように、正の抵抗は電力を吸収し、それによって電気信号を減衰させる。逆に、71にて示されるような負の抵抗は減衰の逆、すなわち換言すれば利得を表す。利得を有するデバイスは発振器又は増幅器等の回路を実現するために用いられ得る。
【００１４】
図４は、図１の装置10に代わる実施形態に係る装置110を示す回路図である。等価な部分は同一の参照符号で識別されている。装置110は端子41及び43間に互いに直列に結合された複数の別個のインダクタを有し、その内４つが121乃至124で示されている。この回路はまた、複数の別個のＲＴＤを有し、その内４つが126乃至129で示されている。これらＲＴＤの各々は、それぞれのインダクタの右端に結合された１つの端部、及び２つの端子42及び44間に伸長する共通の導電性の搬送路に結合された他の端部を有する。インダクタ及びＲＴＤは集団となって１つの分布共鳴トンネルダイオード（ＤＲＴＤ）構造130を形成している。ＤＲＴＤ構造130は図１のＤＲＴＤ構造14と機能的に類似している。端子41及び43間の電気経路（インダクタ121乃至124を含む）は事実上、伝送ラインの１つの導体に相当し、端子42及び44間の電気経路は事実上、伝送ラインの他の導体に相当する。ＲＴＤ126乃至129を含むＲＴＤ群は事実上、これらの伝送ラインに沿った空間位置においてこれらの伝送ラインの導体間に広がっている。
【００１５】
図４のＤＲＴＤ構造130は理論上、複数の相等しい区分に分割されることができ、それらの幾つかが参照符号131乃至134で識別されている。これら相等しい区分の各々はインダクタ及びＲＴＤを含む。図１を参照して、ＤＲＴＤ構造14の区分51乃至54が理論上、図４のＤＲＴＤ構造130の区分131乃至134に対応する。ある意味で、図４の区分131乃至134の任意の１つを備える回路は、図１の区分51乃至54の任意の１つ内の物理構造に対する簡略化された等価回路を表している。
【００１６】
図４のＤＲＴＤ構造130では、インダクタ群（インダクタ121乃至124を含む）は各々、付加的な結合インダクタンスLを有するものとして考えることができ、ＲＴＤ群（ＲＴＤ126乃至129を含む）は各々、付加的なバイパスキャパシタンスCを有するものとして考えることができる。これを考慮すると、ＤＲＴＤ構造130の実効的なインピーダンスZEFFはおおまかにZEFF＝v（L/C）となる。
【００１７】
図５は、図１のＤＲＴＤ構造14が増幅器を実現するように用いられた回路を示している。代わりに、図５の回路におけるＤＲＴＤ構造14をＤＲＴＤ構造130で置換することも可能である。図５は直流（ＤＣ）源201及び交流（ＡＣ）源202を示しており、それらは端子41及び42間で互いに直列に結合されている。直流源201は例えば電池などの低インピーダンス源であり、ＤＲＴＤ構造14内のＲＴＤ構造がその負性抵抗領域（図３の71）で動作するようにバイアスされるように選定された直流バイアス電圧を端子41と42との間に印加する。交流源202は交流入力信号を端子41と42との間に印加する低インピーダンス回路である。この交流信号が入力端子41及び42から出力端子43及び44へ進行するとき、ＤＲＴＤ構造14によって増幅される。
【００１８】
負荷206が出力端子43及び44間に結合されている。負荷206は出力端子43及び44から見たときにＤＲＴＤ構造14によって示される実効インピーダンスZEFFに整合されたインピーダンスZLOADを有する。効率的な増幅のため、ＤＲＴＤ構造14の電気長Ｌ（図２）は、振動的なフィードバックを発生させ得る反射が起こらない限り、都合のよい如何なる長さにも選定され得る。ＤＲＴＤ構造14の外部である端子41乃至44に結合された回路は集積回路10（図１）の集積された部分とし得る。代わりに、この回路は集積回路の外部である別個の部品で実施されてもよい。
【００１９】
図６は、ＤＲＴＤ構造14が発振器を実現するように用いられた回路を示している。代わりに、図６の回路におけるＤＲＴＤ構造14を図４のＤＲＴＤ構造130で置換することも可能である。図６では、端子41及び42間に直流源201がスイッチ231と直列に結合されている。スイッチ231は公知の形式の電子スイッチである。スイッチ231は発振回路の動作を開始するために閉じられ、その後継続して閉じたままにされる。
【００２０】
図６において、ＤＲＴＤ構造14は電気長Ｌを有するが、それは構造14の物理長と複合構造14の見掛け上の誘電率との積である。例えば、構造14を進行する電磁波によって見られる構造14の見掛け上の誘電率が3.3であるとすると、構造14の物理長はL/3.3である。ＤＲＴＤ構造14の電気長は、発振が起こるように選択された周波数の波長の４分の１に対して、その整数倍になるように選定される。これにより、ＤＲＴＤ構造14内に定在波が発達、維持されることが可能になる。図６に開示された実施形態では、境界条件を最適化し、より低い周波数での発振を防止するために、電気長Lは対象とする周波数の波長の２分の１となるように選定されている。
【００２１】
より詳細には、発振を支援するため、構造14の各端部に取り付けられる外部回路は、構造14の見掛け上の端子インピーダンスと異なるインピーダンスを有することを必要とする。構造14の端部でのこれらのインピーダンス不連続性によって、構造14内の進行電磁波の反射が引き起こされ、これらの反射によって作り出された定在波が損失に打ち勝って発振が維持されるように構造14内で増幅される。構造14のインピーダンスのこれらの端部インピーダンスに対する関係によって、構造14の選定長が決定される。
【００２２】
具体的には、構造14の各端部の回路が構造14のインピーダンスより共に小さい、或いは共に大きいインピーダンスを有する場合には、構造14の電気長は選択された周波数の波長の２分の１の整数倍となるように選定される。対照的に、構造14の一方の端部の回路が構造14のインピーダンスより小さいインピーダンスを有し、かつ構造14の他方の端部の回路が構造14のインピーダンスより大きいインピーダンスを有する場合には、構造14の電気長は選択された周波数の波長の４分の１の整数倍となるように選定される。
【００２３】
図６において、負荷206は、出力端子43及び44でＤＲＴＤ構造14によって示される実効インピーダンスZEFFに対し終端不整合を生成するように選定されたインピーダンスZLOADを有する。不整合はリアクタンス性若しくは抵抗性、又は双方の組み合わせとし得る。上述のように、この終端不整合は、ＤＲＴＤ構造14内で定在波発振を維持するために適した負荷206での反射を実現するために必要である。
【００２４】
図７は、図１に示されたＤＲＴＤ構造14の等価回路である回路251の概略図である。回路251は互いに直列に結合した複数の相等しい区分を有し、これらの区分の４つが参照符号51乃至54で識別されている。回路251のこれらの区分51乃至54は各々、図１のＤＲＴＤ構造14のそれぞれ対応する区分51乃至54の等価回路である。回路251の区分群は相等しいので、区分51内の回路についてのみ以下詳細に述べる。
【００２５】
より具体的には、区分51は互いに直列に結合されたインダクタ261及び抵抗262を有し、それらの間に回路ノード263がある。ノード263と付加的ノード268との間に、インダクタ266及び抵抗267が互いに直列に結合されている。ノード268と共通ライン273との間に、キャパシタ271及び抵抗272が互いに並列に結合されている。区分51は、インダクタ266、抵抗267、キャパシタ271及び抵抗272を含む部分276を有する。部分276は図１及び２の構造14の区分51におけるＲＴＤ構造、すなわち換言すれば層21乃至25、に対応している。インダクタ261及び抵抗262は、図１の構造14の区分51に内在する伝送ライン特性の誘導成分及び抵抗成分を表している。
【００２６】
図６の発振回路について、ＤＲＴＤ構造14をモデル化するために図７の等価回路251を用いてコンピュータシミュレーションを実行した。シミュレーションでの発振周波数は580GHzに選定し、従ってＤＲＴＤ構造14の電気長Lは580GHzの信号波長の２分の１に選定した。等価回路は区分51乃至54の各々のＲＴＤ部分276が120kA/cm2のＲＴＤを表すように構成した。このようなＲＴＤの速度指標はＲＴＤの大信号スイッチングをその内部特性に関係付けるが、それは約240GHzである。しかし負性抵抗領域では、ＲＴＤの利得帯域幅の産物は速度指標より有意に大きくなることができる。シミュレーションは20Ωの純粋な抵抗性負荷への発振出力が54μWとなるように構成した。シミュレーションのため、等価回路251はＲＴＤ14の実効インピーダンスZEFFが約50Ωとなるように構成した。図６の直流源201はシミュレーションのためほぼゼロのインピーダンスを有するように構成した。シミュレーションでは、スイッチ231（図６）が時刻T=0で閉じられた。図８はシミュレーション結果を示すグラフであり、ＤＲＴＤ構造14の電気長Lに沿って均一に分布された異なる10点Ａ乃至Ｊにおける時間変化を示している。
【００２７】
図９は、図１の集積回路10の実施形態に代わる集積回路310の形態をした装置を示す断片的な斜視図である。等価な部分は同一の参照符号によって識別されており、以降の説明は相違部分に焦点を当てることにする。
【００２８】
具体的には、集積回路10と310との間の唯一の有意な相違は、図１の集積回路10の層25が図９の集積回路310の異なる層325で置換されていることである。層325は層25より実質的に厚く、かつ高濃度にドープされていない。代わりに、層325は低濃度にドープされたインジウム・ガリウム砒素（InGaAs）であり、開示された実施形態では、層23に用いられるレベルとほぼ同じドーピングレベルを有する。増大された層325の厚さは導電コンタクト26と導電層21との間の実効的な距離を増大させる働きをする。
【００２９】
コンタクト26及び層21が伝送ラインの導体に相当する範囲においては、増大された層325の厚さはそれらの間の隙間を増大させ、それによって、それらの間の実効的なキャパシタンスを減少させる。これにより、図９に示される構造は図１の構造より低い動作周波数で、かつ、より低い伝送損失で用いられるようになる。加えて、増幅媒体のキャパシタンスを低減することによって、高い動作周波数での回路の損失及び帯域幅が改善される。低キャパシタンス化はまた、図９の多層構造のインピーダンスを上昇させるので、この構造のインピーダンスを、例えばアンテナ等の外部回路又は負荷に整合させることが容易になる。
【００３０】
層325は高濃度にドープされていないことにより、図９の実施形態はコンタクト26と層325との間のオーミックコンタクトを有さない。代わりに、コンタクト26と層325との間にショットキーダイオード構造が事実上形成される。このショットキーダイオード構造によってもたらされる考慮すべき事項は、例えば電池などの直流源を図９の構造に結合するとき、極性が要素になることである。対照的に、図１に示された構造は電気的に対称であり、極性の問題は存在しない。
【００３１】
本発明は多くの利点をもたらす。１つの利点は、非常に高い周波数、例えば約1000GHzに至るまで、で動作する増幅器又は発振器のような回路を実施するために用いられ得る構造を提供できることに因る。さらに、幾つかのＲＴＤデバイスを組み合わせること、又は細長いＲＴＤ構造を用いることにより、電力操作能力が向上され、かつ個々の応用の要求を満たすように調整され得る。応用例には、受信機のダウンコンバージョンのための位相の揃った信号の生成、及び送信機のための電源が含まれる。さらに、適切に終端された、開示された構造は、受信回路の前段に用いられる低雑音増幅器を提供することができる。
【００３２】
選ばれた実施形態が例示され、かつ詳細に述べられてきたが、請求項によって定められる本発明の意図及び範囲を逸脱することなく、様々な置き換え及び入れ替えが可能であることは理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る集積回路装置の一部を示す斜視図である。
【図２】図１に示された構造の断片的な断面図である。
【図３】図１の実施形態の共鳴トンネルダイオード構造内の電流が印加電圧の変化に応じてどのように変化するかを示すグラフである。
【図４】図１の装置に代わる実施形態に係る装置を示す回路図である。
【図５】図１の実施形態からの分布共鳴トンネルダイオード構造が応用された回路を示す図である。
【図６】図１の実施形態からの分布共鳴トンネルダイオード構造が発振を実現するように用いられた回路を示す図である。
【図７】図１の実施形態からの分布共鳴トンネルダイオード構造を示す等価回路図である。
【図８】図６に示された回路動作のコンピュータシミュレーション結果を示すグラフである。
【図９】図１の集積回路の実施形態に代わる集積回路の形態をした装置を示す断片的な斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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