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公開番号2025161860
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2025134835,2022540146
出願日2025-08-13,2021-07-13
発明の名称テラヘルツ装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H01Q 19/13 20060101AFI20251017BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】テラヘルツ装置のアンテナ利得を向上させること。
【解決手段】テラヘルツ装置10は、テラヘルツ素子50と、反射体40と、を備える。テラヘルツ素子50は、素子主面51と、素子主面51と反対側を向く素子裏面52とを有する。テラヘルツ素子50は、テラヘルツ帯の電磁波を発し、かつ素子主面51と直交する方向をz方向とする。反射体40は、素子主面51に対してz方向に間隔をあけて対向する位置に配置される。反射体40は、反射面47aを有する。反射面47aは、テラヘルツ素子50がz方向に向けて発する電磁波をz方向と交差する方向に反射させる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
素子主面と、前記素子主面と反対側を向く素子裏面とを有し、テラヘルツ帯の電磁波を発し、かつ前記素子主面と直交する方向を厚さ方向とするテラヘルツ素子と、
前記素子主面に対して前記厚さ方向に間隔をあけて対向する位置に配置され、前記テラヘルツ素子が前記厚さ方向に向けて発する電磁波を前記厚さ方向と交差する方向に反射させる反射面を有する反射体と、を備えている、
テラヘルツ装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記テラヘルツ素子は、テラヘルツ帯の電磁波を発振する発振点に、前記電磁波と電気エネルギーとの変換を行う能動素子を有している、
請求項１に記載のテラヘルツ装置。
【請求項３】
前記テラヘルツ素子は、前記能動素子に接続されており、前記素子主面と直交しかつ前記反射面に向かう方向を前記電磁波の放射方向とするアンテナを備えている、
請求項２に記載のテラヘルツ装置。
【請求項４】
前記能動素子は、共鳴トンネルダイオード、タンネットダイオード、インパッドダイオード、ＧａＡｓ系電界効果トランジスタ、ＧａＮ系ＦＥＴ、高電子移動度トランジスタ、およびヘテロ接合バイポーラトランジスタのいずれかである、
請求項２に記載のテラヘルツ装置。
【請求項５】
前記アンテナは、ダイポールアンテナ、ボータイアンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナ、およびリングアンテナのいずれかである、
請求項３に記載のテラヘルツ装置。
【請求項６】
基板主面を有する支持基板を備え、
前記テラヘルツ素子は、前記素子主面が前記基板主面と同じ側を向くように前記基板主面に搭載されており、
前記基板主面には、前記テラヘルツ素子に接続される伝送線路が設けられている、
請求項１～５のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項７】
前記テラヘルツ素子は、ワイヤによって前記伝送線路に接続されている、
請求項６に記載のテラヘルツ装置。
【請求項８】
前記テラヘルツ素子は、バンプによって前記伝送線路に接続されている、
請求項６に記載のテラヘルツ装置。
【請求項９】
前記伝送線路は、コプレーナ線路、マイクロストリップ線路、ストリップ線路、およびスロット線路のいずれかである、
請求項６～８のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
【請求項１０】
前記テラヘルツ素子が搭載された、基板主面を有する支持基板と、
前記基板主面に搭載されており、前記電磁波を伝送する伝送領域を有する導波管と、を備え、
前記テラヘルツ素子は、
前記電磁波を発振する発振点と、前記電磁波を放射する放射点と、を前記素子主面に有しており、かつ
前記放射点を前記伝送領域の中心に位置するように配置されている、
請求項１～９のいずれか一項に記載のテラヘルツ装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、テラヘルツ装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、トランジスタなどの電子デバイスの微細化が進み、電子デバイスの大きさがナノサイズになってきたため、量子効果と呼ばれる現象が観測されるようになっている。そして、この量子効果を利用した超高速デバイスや新機能デバイスの実現を目指した開発が進められている。
【０００３】
そのような環境の中で、特に、周波数が０．１ＴＨｚ～１０ＴＨｚであるテラヘルツ帯と呼ばれる周波数領域の電磁波を利用して大容量通信や情報処理、あるいはイメージングや計測などを行う試みが行われている。この周波数領域は、光と電波との両方の特性を兼ね備えており、この周波数帯で動作するデバイスが実現されれば、上述したイメージング、大容量通信・情報処理のほか、物性、天文、生物などの様々な分野における計測など、多くの用途に利用されうる。
【０００４】
テラヘルツ帯の周波数の電磁波を発する素子または受信する素子としては、たとえば共鳴トンネルダイオードと微細スロットアンテナを集積する構造のものが知られている（たとえば特許文献１参照）。そして、たとえば、特許文献２のテラヘルツ装置は、特許文献１のような素子をパッケージ化した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－１１１５４２号公報
特開２０１９－７５５４４号公報
【０００６】
［概要］
ところで、従来のテラヘルツ装置に対して、アンテナ利得の向上について改善の余地がある。
【０００７】
本開示の一態様のテラヘルツ装置は、素子主面と、前記素子主面と反対側を向く素子裏面とを有し、テラヘルツ帯の電磁波を発し、かつ前記素子主面と直交する方向を厚さ方向とするテラヘルツ素子と、前記素子主面に対して前記厚さ方向に間隔をあけて対向する位置に配置され、前記テラヘルツ素子が前記厚さ方向に向けて発する電磁波を前記厚さ方向と交差する方向に反射させる反射面を有する反射体と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態のテラヘルツ装置の斜視図である。
図２は、図１のテラヘルツ装置から反射体を省略した状態の平面図である。
図３は、図２のテラヘルツ装置から導波管を省略した状態の平面図である。
図４は、第１実施形態のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図５は、図１のテラヘルツ装置の裏面図である。
図６は、能動素子およびその周辺を模式的に示す端面図である。
図７は、図６の能動素子の端面構造を拡大して示す端面図である。
図８は、テラヘルツ素子およびその周辺を拡大して示す平面図である。
図９は、反射体の斜視図である。
図１０は、第１実施形態のテラヘルツ装置の図４の端面構造とは異なる方向における端面構造を示す端面図である。
図１１は、比較例のテラヘルツ装置の端面図である。
図１２は、第２実施形態のテラヘルツ装置の側面図である。
図１３は、図１２のテラヘルツ装置の分解斜視図である。
図１４は、反射体の裏面図である。
図１５は、反射体の側面図である。
図１６は、反射体の正面図である。
図１７は、第２実施形態のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図１８は、第３実施形態のテラヘルツ装置の斜視図である。
図１９は、図１８のテラヘルツ装置の支持基板の平面図である。
図２０は、第３実施形態のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図２１は、第４実施形態のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図２２は、第４実施形態のテラヘルツ装置から反射体および導波管のアンテナ部を省略した平面図である。
図２３は、第４実施形態のテラヘルツ装置における位相整合の説明図である。
図２４は、変更例のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図２５は、変更例のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図２６は、変更例のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図２７は、変更例のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図２８は、変更例のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図２９は、変更例のテラヘルツ装置の端面構造を示す端面図である。
図３０は、変更例のテラヘルツ装置の端面構造のうちテラヘルツ素子およびその周辺を拡大した端面図である。
図３１は、変更例のテラヘルツ装置の端面構造のうちテラヘルツ素子およびその周辺を拡大した端面図である。
【０００９】
［詳細な説明］
以下、テラヘルツ装置の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであり、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の実施形態は、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
［第１実施形態］
図１～図９を参照して、第１実施形態のテラヘルツ装置１０について説明する。なお、図２は、テラヘルツ装置１０から後述する反射体４０を省略した状態の平面図を示している。
（【００１１】以降は省略されています）

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