[发明专利]一种加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器

权利要求书

1.一种加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：包括矩形波导和调制芯片；

所述矩形波导有输入和输出两个波导口，其腔体壁为金属材料；

所述调制芯片以其面与波导口面平行的方式将矩形波导隔断；调制芯片的半导体衬底一侧，面向输出波导口且与矩形波导腔体壁相接；其人工微结构的所在面面向输入波导口，且人工微结构与对应的矩形波导腔体壁之间不直接接触，两者之间的距离≤500微米；

矩形波导纵向左右两侧壁与调制芯片相接处，各有一个开口，用于外部控制电路与芯片上的正/负电压加载电极进行电气连接。

2.如权利要求1所述加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：所述调制芯片的调制阵列为调制单元构成的M*N型阵列，M代表调制阵列的行数，N代表每行中调制单元的个数，其中M≥1，N≥1。

3.如权利要求1所述加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：所述调制芯片内调制阵列的行数为一行，调制单元采用并联电路的形式串在一起，并且所有调制单元的源极谐振器和漏极谐振器连接于同一电极进行馈电。

4.如权利要求1所述加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：

所述调制芯片包括半导体衬底、设置于半导体衬底上的异质结构外延层和设置于异质结构外延层上的人工微结构；

所述人工微结构包括调制单元阵列和套接电路；

所述调制单元阵列中的每个调制单元包括：源极谐振器、漏极谐振器、栅极连接线和半导体掺杂异质结构；调制单元构成M*N型阵列，M代表调制阵列的行数，N代表每行中调制单元的个数，其中M≥1，N≥1；

其中源极谐振器和漏极谐振器为大小相同的工字形结构，二者对称设置于栅极连接线的两侧，互为镜像结构；相邻的源极谐振器工字形结构的横向长枝节彼此相接，相邻的漏极谐振器工字形结构的横向长枝节彼此相接；栅极线设置于半导体掺杂异质结构的上方，相邻调制单元的栅极连接线相互连接在一起，通过半导体掺杂异质结构连接源极谐振器和漏极谐振器工字形结构横向短枝节；半导体掺杂异质结构设置于源极谐振器和漏极谐振器的工字形结构横向短枝节的下方；

所述套接电路包括正电压加载电极和负电压加载电极；其中正电压加载电极和负电压加载电极均为一纵向设置的金属长条，正电压加载电极与源极谐振器和漏极谐振器工字形结构的横向长枝节相连，负电压加载电极与调制单元的栅极连接线相连。

5.如权利要求1所述加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：

所述源极谐振器和漏极谐振器工字形结构中的横向短枝节通过欧姆接触电极与半导体掺杂异质结构连接。

6.如权利要求1所述加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：

所述栅极连接线位于掺杂异质结构的部分窄于其它部分。

7.如权利要求1所述加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：

所述矩形波导腔体壁的金属材料为无氧铜、黄铜或铝。

8.如权利要求1所述加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：

所述欧姆接触电极材料为Ti、Al、Ni或Au。

9.如权利要求1所述加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：

所述人工微结构采用Al、Ag或Au。

10.如权利要求1所述加载于波导内的高电子迁移率晶体管太赫兹波调制器，其特征在于：所述掺杂异质结结构的材料为AlGaN/GaN、InGaN/GaN、AlGaAs/GaAs、AlGaAs/InGaAs或AlGaAs/InGaAs/InP，其中斜线表示两种材料的结合。