Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

本研究では、常温動作可能なサブミリ波検出器としてヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)構造を用いた検出器の開発を行った。
従来用いられているショットキ・バリア・ダイオード(SBD)は、寄生容量や直列抵抗を極めて小さくできることから、5THz以上までの高い周波数の電磁波を検出することが可能であるが、本研究では、100GHz〜1THzの周波数帯において、SBDを上回る感度をもつ検出器を開発することを目的とした。
まず、Siバイポーラトランジスタを用いて、マイクロ波帯モデル実験を行った。その結果、本検出器は、電流利得遮断周波数ftの数倍〜8倍の周波数域まで動作でき、かつ、ビデオ検出感度も2000V/W以上の高感度な特性を示すことが分かった。また、ベース・コレクタ間容量による、いわゆるミラー効果の影響は、検出器動作に対してそれほど大きくなく、べース・コレクタ間容量をあまり気にせず、ベース・エミッタの構造を検出器動作に特化して設計することが可能であることを明らかにした。
以上の結果に基づいて、ベース・エミッタ周辺構造を検出器動作に特化した設計を行い、エミッタ直径、エミッタ・ベース不純物濃度、エミッタAl_xGa_<1-x>As組成比構造などを決定し、MBE法を用いて高精度な半導体膜堆積を行った。
現在、この半導体を用いて、フォトリソグラフィ、ECRプラズマエッチング、選択ウエットエッチングを行い、検出素子の制作を行っている。今後、この素子のトランジスタ特性の確認やミリ波検出特性を測定していく予定である、

【研究分担者】
堀越佳治	早稲田大学	理工学部	教授	(Kakenデータベース)