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技術 ナノダイオードを備える変調装置

出願人 サントルナショナルドゥラルシェルシュシアンティフィクユニヴェルスィテリール1-シアンスエテクノロジーズ
発明者 ガキエル、クリストフピエールポールデュクルノー、ギヨームファシェ、マルク
出願日 2015年12月15日 (6年2ヶ月経過) 出願番号 2017-551387
公開日 2018年3月15日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2018-507565
状態 特許登録済
技術分野 半導体の電極 ダイオード
主要キーワード 接続結線 外部機械 検出ネットワーク 機械的チョッパ 通電モード ナノリソグラフィー テラヘルツ チョップ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題・解決手段

本発明は、U字形に嵌合するT字形の少なくとも1つのナノダイオードを備え、ナノダイオードのチャネル(31)が、U字形に挿入されるT字形の脚部である、基板(1)上に作成された変調装置に関する。装置は、チャネル(31)の少なくとも一部の上方に跨る少なくとも1つの導電線(37)を備えることを特徴とする。

概要

背景

所謂SSDと呼ばれるセルフスイッチングナノダイオード(Self−Switching nano−Diode)は、この周波数領域に対応するために最も期待されている解決策の一つであり、従って開発中の多数の用途に応じている。実のところ、これらの構成部品は、半導体トレンチを形成する単一のナノリソグラフィー工程を必要とする。そのような工程は費用がかかり、且つ、製造歩留まりに強い影響を及ぼす。

従って、構成部品は平面状であり、そのため、マトリクス検出ネットワークを生成するために組むことが非常に容易である。更に、使用される基板は、テラヘルツの周波数に適した光学機器接続可能である。

ナノダイオードという主題に関し以下の論文が挙げられるが、本論文は参照により本明細書に援用される。

概要

本発明は、U字形に嵌合するT字形の少なくとも1つのナノダイオードを備え、ナノダイオードのチャネル(31)が、U字形に挿入されるT字形の脚部である、基板(1)上に作成された変調装置に関する。装置は、チャネル(31)の少なくとも一部の上方に跨る少なくとも1つの導電線(37)を備えることを特徴とする。

目的

いずれの場合も、その構成に関わらず、重要な点は、この線が導電性を有することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

字形に嵌合するT字形状の少なくとも1つのナノダイオードを含み、このナノダイオードのチャネル(31,41,42,43,44,45)が前記U字形に貫入する前記T字形の脚部である、基板(1)上に作成された変調装置であって、前記チャネルの少なくとも一部の上方に跨る少なくとも1つの導電線(37,47)を含むことを特徴とする、変調装置。

請求項2

並置した複数のナノダイオードを含み、前記線(47)は全ての前記チャネル(41,42,43,44,45)を跨ぐことを特徴とする請求項1に記載の装置。

請求項3

前記チャネル(31,41,42,43,44,45)と前記線(37,47)との間に、誘電材料の層が挿間されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の装置。

請求項4

前記基板(1)がシリコン製であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。

請求項5

前記ナノダイオードが、AlGaN/GaNヘテロ構造(2,3)に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。

請求項6

前記線(37,47)が、金とモリブデンとの混合物で作られていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。

請求項7

前記線(37,47)が、導電性を有する多層から作られていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。

請求項8

前記導電性を有する多層が、チタンプラチナ/金で作られていることを特徴とする請求項7に記載の装置。

請求項9

請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置を制御する方法であって、前記線(37,47)に給電する工程を含むことを特徴とする方法。

技術分野

0001

本発明は、少なくともナノダイオードを含む変調装置に関する。

0002

本発明の分野は、特に、テラヘルツオーダーの領域における、非常に高い周波数を検出する分野である。

背景技術

0003

所謂SSDと呼ばれるセルフスイッチング・ナノダイオード(Self−Switching nano−Diode)は、この周波数領域に対応するために最も期待されている解決策の一つであり、従って開発中の多数の用途に応じている。実のところ、これらの構成部品は、半導体トレンチを形成する単一のナノリソグラフィー工程を必要とする。そのような工程は費用がかかり、且つ、製造歩留まりに強い影響を及ぼす。

0004

従って、構成部品は平面状であり、そのため、マトリクス検出ネットワークを生成するために組むことが非常に容易である。更に、使用される基板は、テラヘルツの周波数に適した光学機器接続可能である。

0005

ナノダイオードという主題に関し以下の論文が挙げられるが、本論文は参照により本明細書に援用される。

先行技術

0006

“Experimental demonstration of direct terahertz detection at room temperature in AlGaN/GaN asymmetric nanochannels” SANGARE P., DUCOURNAU G., GRIBERT B., BRANDLI V.,FAUCHER M., GACQUIERE C., INIGUEZ−DE−LA−TORRE A., INIGUEZ−DE−LA−TORRE I.,MILLITHALER J.F., MATEOS J., GONZALES T. − Journal of Applied Physics 1/3, 3(2013)034305頁以降。

発明が解決しようとする課題

0007

検出器品質は、その検出感度によって評価することができる。更に、一般的に検出器により、特にナノダイオードを用いて生成される信号雑音比を向上するための既知解決法は、検出対象の信号をチョップ変調)する機械的チョッパを使用することからなる。この解決法に関する難点は構成部品に外部機械構成部品を使用することにあり、この構成部品は嵩張り一体化不可で、チョップする周波数を数千ヘルツ(一般に10,000Hz未満)に制限してしまう。

0008

本発明の目的は、ナノダイオードを有する検出装置の信号雑音比を機械的チョッパに頼ることなく増加させることである。

課題を解決するための手段

0009

本発明によれば、変調装置は、U字形状に嵌合されるT字形状のナノダイオードを少なくとも含み、このナノダイオードのチャネルはU字形状に貫入するT字形状の脚部である、基板上に作成される。この装置の注目すべき点は、このチャネルの少なくとも一部の上方を跨ぐ少なくとも1つの導電線を含むことである。

0010

有利には、装置は、並置した複数のナノダイオードを含み、前記線はそれらのチャネルの全ての上方に跨る。

0011

必要に応じ、チャネルと線との間に、誘電材料の層が挿間されてもよい。

0012

好ましい実施例によれば、基板はシリコン製である。

0013

好ましくは、ナノダイオードは、AlGaN/GaNヘテロ構造に形成されている。

0014

例として、線は、金とモリブデンとの混合物で作られているか、又はチタンプラチナ/金等の多層から作られている。

0015

本発明は更に、線に電力を供給する工程を備える、装置を制御する方法に向けたものである。幾つかの図中に存在する要素は、単一及び同様の参照に影響される。

0016

添付の図を参照し、例示として与えられた例示的な実施の形態についての以下の記載の範囲のより詳細な説明により本発明が明らかとなるであろう。

図面の簡単な説明

0017

図1aは、本発明に係る基本的なナノダイオードの斜視図である。
図1bは、本発明に係る基本的なナノダイオードの上面図である。
図2は、本発明に係るナノダイオードのセットである。

0018

図1に示すように、ナノダイオードは、この場合シリコン製である基板1上に積層した2層ヘテロ構造の形にエッチングされたものである。

0019

ヘテロ構造は、基板に当接する下層2と上層3とを含む。

0020

例として、下層2はGaNであり、上層3はAl0.3Ga0.7Nである。

0021

ナノダイオードは上層3にエッチングされる。

0022

ナノダイオードは、図の左側ではT字形状を呈し、このT字形は図の右側ではU字形に嵌合する。このT字形のバー32の中央で略支持されているT字形の脚部31は、U字形のベース33に開放されている。脚部はダイオードのチャネルを形成しており、従ってバー32からベース33まで延びている。チャネル31の両側には、T字形のバー32とU字形の頂部との間に空きスペースを形成するために延びる2つのトレンチ34,35がある。

0023

導電線37がチャネル31上にチャネル31に対して垂直に配置されており、U字形の両方の直立部上に置かれている。この線を設けるためには、例えば、初めに金属の薄膜をダイオードに積層し、その後この層をエッチングする。

0024

線は、金とモリブデンとの混合物である。線はまた、チタン−プラチナ−金の3層からなるものでもよい。いずれの場合も、その構成に関わらず、重要な点は、この線が導電性を有することである。

0025

このようにして、線37とチャネル31との間にショットキー接合が形成される。

0026

更に、ナノダイオードと線との間に、誘電材料の層を更に積層することも考えられ得る。

0027

単一のナノダイオードでは、そのチャネルの断面により、極めて限定的な電流を送ることしかできない。そのため、複数のナノダイオードを並置することが知られている。

0028

図2を参照すると、5つのナノダイオードの組が示されており、左側アクセス領域48と右側アクセス領域49とに開放する5つのチャネル41,42,43,44,45を有する。

0029

ここで、導電線47が、全チャネルの上方に跨る。

0030

図面において、便宜上、接続結線は図示されていないが、それら結線の作製に困難を伴わない当業者にはよく知られているものである。

0031

線は、スイッチとして機能し、このスイッチの状態は、この線に印加された電圧に依存する。

0032

ボルトのオーダーの負電圧が印加されると、スイッチは開く。ゼロ又は僅かに正の電圧が印加されると、スイッチは閉じる。

0033

従って有利には、このように「チョッパ」を置き換えオールオア・ナッシングモードでこの線を制御することにより信号雑音比を向上する。

0034

更に、このような線を有さないナノダイオードよりも遥かに高い感度を確保するために、通電モードで線に印加する電圧を調整することが可能である。0.6ボルトのオーダーの正電圧に対し、10〜100の倍率(a factor comprised between 10 and 100)を得ることができる。

0035

実のところ、線の機能を、トランジスタゲートの機能と捉えてもよい。

0036

その結果、オール・オア・ナッシングモードにおいてのみならず、チャネルを流れる電流の変調器としても使用し得る。

実施例

0037

特に適切な実施の形態に従って本発明が示したが、当業者により、この発明の範囲から逸脱することなく、多くの代替例が考案され得る。特に、記載した手段はいずれも、同等な手段と置き換わってもよい。

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