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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024147414
(43)【公開日】2024-10-16
(54)【発明の名称】ダイオードおよび高周波デバイス
(51)【国際特許分類】
H01L 21/329 20060101AFI20241008BHJP
H01L 29/06 20060101ALI20241008BHJP
【ＦＩ】
H01L29/88 S
H01L29/06 601S
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023060418
(22)【出願日】2023-04-03
(71)【出願人】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(72)【発明者】
【氏名】柴田 紀彦
(72)【発明者】
【氏名】村山 雅洋
(72)【発明者】
【氏名】本林 久良
(57)【要約】
【課題】高周波特性の劣化を抑制した微細な共鳴トンネルダイオードを提供する。
【解決手段】本開示によるダイオードは、導電層と、導電層に電気的に接続する第１面、第１面に対して反対側にある第２面、および、第１面と第２面との間にある側面を含む共鳴トンネルダイオード素子と、共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、第１面に対して垂直方向の厚みが共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、共鳴トンネルダイオード素子の第２面上および第１絶縁層上に設けられた第１電極と、導電層に電気的に接続された第２電極とを備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電層と、
前記導電層に電気的に接続する第１面と、前記第１面に対して反対側にある第２面と、前記第１面と前記第２面との間にある側面とを含む共鳴トンネルダイオード素子と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記第１絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記導電層に電気的に接続された第２電極とを備える、ダイオード。
前記導電層に電気的に接続する第１面と、前記第１面に対して反対側にある第２面と、前記第１面と前記第２面との間にある側面とを含む共鳴トンネルダイオード素子と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記第１絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記導電層に電気的に接続された第２電極とを備える、ダイオード。
【請求項2】
前記第１絶縁層は、
前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みとほぼ同じ下部絶縁層と、
前記下部絶縁層上に設けられた上部絶縁層とを含み、
前記第１電極は、前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記上部絶縁層上に設けられている、請求項１に記載のダイオード。
前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みとほぼ同じ下部絶縁層と、
前記下部絶縁層上に設けられた上部絶縁層とを含み、
前記第１電極は、前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記上部絶縁層上に設けられている、請求項１に記載のダイオード。
【請求項3】
前記上部絶縁層の比誘電率は、前記下部絶縁層の比誘電率と同等か、それよりも低い、請求項２に記載のダイオード。
【請求項4】
前記第１絶縁層は、前記共鳴トンネルダイオード素子の周囲を囲む、請求項１に記載のダイオード。
【請求項5】
前記下部絶縁層は、前記共鳴トンネルダイオード素子の材料に不純物を導入した材料で構成されている、請求項２に記載のダイオード。
【請求項6】
前記不純物は、Ｈ、Ｈｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｎｅのいずれかである、請求項５に記載のダイオード。
【請求項7】
前記第１電極は、前記共鳴トンネルダイオード素子上において窪みを有する、請求項１に記載のダイオード。
【請求項8】
前記共鳴トンネルダイオード素子は、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮおよびＡｌＰＮのいずれかの材料を含む、請求項１に記載のダイオード。
【請求項9】
前記導電層が上に設けられ、ＧａＮ、サファイア、ＳｉおよびＳｉＣのいずれかの材料を含む基板をさらに備える、請求項１に記載のダイオード。
【請求項10】
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記上部絶縁層の内側面は、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記下部絶縁層の内側面とほぼ面一である、請求項２に記載のダイオード。
【請求項11】
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記上部絶縁層の内側面は、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記下部絶縁層の内側面よりも前記共鳴トンネルダイオード素子から離間する方向にある、請求項２に記載のダイオード。
【請求項12】
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記上部絶縁層の内側面は、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記下部絶縁層の内側面よりも前記共鳴トンネルダイオード素子の中心側にある、請求項２に記載のダイオード。
【請求項13】
前記上部絶縁層は、前記第２電極を被覆する、請求項２に記載のダイオード。
【請求項14】
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記第１電極は、前記第２電極とは反対側の方向へ前記上部絶縁層上において延伸している、請求項１３に記載のダイオード。
【請求項15】
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記第１電極は、前記第２電極の方向へ前記上部絶縁層上において延伸している、請求項１３に記載のダイオード。
【請求項16】
導電層と、
前記導電層に電気的に接続する第１面と、前記第１面に対して反対側にある第２面と、前記第１面と前記第２面との間にある側面とを含む共鳴トンネルダイオード素子と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記第１絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記導電層に電気的に接続された第２電極とを備える、高周波デバイス。
前記導電層に電気的に接続する第１面と、前記第１面に対して反対側にある第２面と、前記第１面と前記第２面との間にある側面とを含む共鳴トンネルダイオード素子と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記第１絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記導電層に電気的に接続された第２電極とを備える、高周波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ダイオードおよび高周波デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
ＧａＮ系材料を用いた共鳴トンネルダイオードが開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１１－５４７７１号公報
【特許文献2】特開２００９－４９６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、ウェットエッチング技術を用いてＧａＮ系材料を加工することは困難である。また、ドライエッチングを用いてＧａＮ系材料を加工すると、プラズマによるダメージによって共鳴トンネルダイオードの特性が劣化してしまう。また、ダメージの影響をさけるために共鳴トンネルダイオードのサイズを大きくすると、共鳴トンネルダイオードの寄生容量が増大し、高周波特性が劣化してしまう。
【0005】
そこで、本開示は、高周波特性の劣化を抑制した微細な共鳴トンネルダイオードを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一側面のダイオードは、導電層と、導電層に電気的に接続する第１面、第１面に対して反対側にある第２面および第１面と第２面との間にある側面を含む共鳴トンネルダイオード素子と、共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、第１面に対して垂直方向の厚みが共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、共鳴トンネルダイオード素子の第２面上および第１絶縁層上に設けられた第１電極と、導電層に電気的に接続された第２電極とを備える。
【0007】
第１絶縁層は、第１面に対して垂直方向の厚みが共鳴トンネルダイオード素子の厚みとほぼ同じ下部絶縁層と、下部絶縁層上に設けられた上部絶縁層とを含み、第１電極は、共鳴トンネルダイオード素子の第２面上および上部絶縁層上に設けられていてもよい。
【0008】
上部絶縁層の比誘電率は、下部絶縁層の比誘電率と同等か、それよりも低くてもよい。
【0009】
第１絶縁層は、共鳴トンネルダイオード素子の周囲を囲んでもよい。
【0010】
下部絶縁層は、共鳴トンネルダイオード素子の材料に不純物を導入した材料で構成されていてもよい。
【0011】
不純物は、Ｈ、Ｈｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｎｅのいずれかでよい。
【0012】
第１電極は、共鳴トンネルダイオード素子上において窪みを有してもよい。
【0013】
共鳴トンネルダイオード素子は、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮおよびＡｌＰＮのいずれかの材料を含んでもよい。
【0014】
導電層が上に設けられ、ＧａＮ、サファイア、ＳｉおよびＳｉＣのいずれかの材料を含む基板をさらに備えてもよい。
【0015】
第１面に対して垂直方向の断面において、共鳴トンネルダイオード素子側にある上部絶縁層の内側面は、共鳴トンネルダイオード素子側にある下部絶縁層の内側面とほぼ面一であってもよい。
【0016】
第１面に対して垂直方向の断面において、共鳴トンネルダイオード素子側にある上部絶縁層の内側面は、共鳴トンネルダイオード素子側にある下部絶縁層の内側面よりも共鳴トンネルダイオード素子から離間する方向にあってもよい。
【0017】
第１面に対して垂直方向の断面において、共鳴トンネルダイオード素子側にある上部絶縁層の内側面は、共鳴トンネルダイオード素子側にある下部絶縁層の内側面よりも共鳴トンネルダイオード素子の中心側にあってもよい。
【0018】
上部絶縁層は、第２電極を被覆してもよい。
【0019】
第１面に対して垂直方向の断面において、第１電極は、第２電極とは反対側の方向へ上部絶縁層上において延伸してもよい。
【0020】
第１面に対して垂直方向の断面において、第１電極は、第２電極の方向へ上部絶縁層上において延伸してもよい。
【0021】
本開示の一側面の高周波デバイスは、導電層と、導電層に電気的に接続する第１面、第１面に対して反対側にある第２面、および、第１面と第２面との間にある側面を含む共鳴トンネルダイオード素子と、共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、第１面に対して垂直方向の厚みが共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、共鳴トンネルダイオード素子の第２面上および第１絶縁層上に設けられた第１電極と、導電層に電気的に接続された第２電極とを備える。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】第１実施形態による共鳴トンネルダイオード素子を用いた発振器の構成を示す斜視図。
【図2】ダイオードの構成例を示す斜視図。
【図4】上部電極と下部電極との間の容量を示す等価回路図。
【図5A】絶縁層の膜厚と発振器の発振周波数との関係を示すグラフ。
【図5B】絶縁層の膜厚と発振器の放射効率との関係を示すグラフ。
【図6】第１実施形態によるダイオードの製造方法の一例を示す断面図。
【図9】第２実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図10】第３実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図11】第４実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図12】第５実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図13】第６実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図14】第７実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図15】第８実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図16】第９実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図17】第１０実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図18】第１１実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図19】第１２実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図20】第１３実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図21】第１４実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【図22】第１５実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0024】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による共鳴トンネルダイオード素子を用いた発振器の構成を示す斜視図である。
図１は、第１実施形態による共鳴トンネルダイオード素子を用いた発振器の構成を示す斜視図である。
【0025】
発振器１は、共鳴トンネルダイオード素子を有するダイオード２０に電圧を印加することによって発振し、スロットアンテナ３０から高周波信号を出力する高周波デバイスである。発振器１は、例えば、ミリ波・テラヘルツ波発振器である。尚、本実施形態では、ダイオード２０は、発振器１に適用されている。しかし、ダイオード２０は、高周波信号をスロットアンテナ３０で受信する受信器に適用することもできる。
【0026】
発振器１は、基板１０と、ダイオード２０と、スロットアンテナ３０と、ＭＩＭ４０と、信号電極５０と、基準電極６０と、シャント抵抗７０とを備えている。
【0027】
基板１０は、例えば、ＧａＮ、サファイア、ＳｉおよびＳｉＣのいずれかの材料を含む基板である。基板１０は、ｎ型または半絶縁性でよい。尚、最終完成品において、必ずしも基板１０を備えている必要はない。
【0028】
ダイオード２０は、基板１０上に設けられている。ダイオード２０は、量子井戸構造を有する共鳴トンネルダイオード素子を備える。ダイオード２０は、共鳴トンネルダイオード素子に電圧を印加することによって高周波数で発振する。ダイオード２０のより詳細な構成については、後で説明する。
【0029】
スロットアンテナ３０は、信号電極５０および基準電極６０等を構成する導電層に形成された開口部であり、ダイオード２０からの高周波信号を外部へ送信する。
【0030】
ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）４０は、ＩＦ（Intermediate Frequency）信号および直流信号をＲＦ信号から分離するローパスフィルタとして機能する。ＭＩＭ４０は、例えば、図２の上部電極５１、絶縁層１１０および下部電極６１を積層したキャパシタ構造を有する。
【0031】
信号電極５０は、ＭＩＭ４０の上部電極およびダイオード２０の上部電極に電気的に接続されている。例えば、信号電極５０は、ＭＩＭ４０の上部電極およびダイオード２０の上部電極と一体形成されている。信号電極５０は、給電端子として、高周波信号をダイオード２０の上部電極に伝達する。信号電極５０は、基準電極６０から電気的に分離されている。信号電極５０には、例えば、金などの導電性金属材料が用いられる。
【0032】
基準電極６０は、基準電圧源（例えば、グランド）とダイオード２０の下部電極との間に接続されている。例えば、基準電極６０は、ダイオード２０の下部電極と一体形成されている。基準電極６０は、給電端子として、ダイオード２０の下部電極に基準電圧源の電圧（例えば、接地電圧）を伝達する。基準電極６０には、例えば、金などの導電性金属材料が用いられる。
【0033】
シャント抵抗７０は、信号電極５０と基準電極６０との間に接続されており、外部機器との接続による意図しない低周波での寄生発振 を抑制するために安定化抵抗として設けられている。シャント抵抗７０は、信号電極５０と基準電極６０との間の電気的分離を維持可能な抵抗値を有する。
【0034】
【0035】
図３に示すように、ダイオード２０は、基板１０と、導電層８０と、下部電極６１と、共鳴トンネルダイオード素子１２０と、不純物層９０と、絶縁層１００と、上部電極５１と、絶縁層１１０とを備えている。
【0036】
導電層８０は、基板１０上に設けられている。導電層８０は、半導体材料または金属材料で構成されている。導電層８０は、例えば、ｎ型ＧａＮで構成されている。
【0037】
下部電極６１は、導電層８０上に設けられており、導電層８０に電気的に接続されている。例えば、下部電極６１は導電層８０にオーミック接触している。下部電極６１は、基準電極６０と電気的に接続されている。下部電極６１には、例えば、金などの導電性金属材料が用いられる。基準電極６０および下部電極６１は、一体の電極として構成されてもよい。
【0038】
共鳴トンネルダイオード（以下、ＲＴＤ（Resonant Tunneling Diode）ともいう）素子１２０は、導電層８０上に設けられている。ＲＴＤ素子１２０には、例えば、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮおよびＡｌＰＮのいずれかの材料が用いられている。
【0039】
ＲＴＤ素子１２０は、導電層８０に電気的に接続する第１面Ｆ１と、第１面に対して反対側にある第２面Ｆ２と、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２との間にある側面Ｆ３とを含む。ＲＴＤ素子１２０は、Ｚ方向から見た平面視において、略円形の形状を有する。
【0040】
ＲＴＤ素子１２０は、上部電極５１と下部電極６１との間において電圧が印加され、負性抵抗を有する共鳴トンネルダイオードとして機能する。
【0041】
不純物層（下部絶縁層）９０がＲＴＤ素子１２０の側面Ｆ３に隣接して設けられており、ＲＴＤ１２０の周囲を囲むように設けられている。従って、不純物層９０は、Ｚ方向から見た平面視において、略円環形状を有する。不純物層９０は、ＲＴＤ素子１２０の第１面Ｆ１に対して垂直方向（Ｚ方向）の厚みにおいて、ＲＴＤ素子１２０の厚みとほぼ同じである。不純物層９０は、ＲＴＤ素子１２０の材料に不純物を導入した絶縁性材料で構成されている。不純物層９０の不純物は、基板１０に導入されたｎ型不純物とは異なる不純物である。不純物層９０には、例えば、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮおよびＡｌＰＮのいずれかの材料に、不純物として、例えば、ボロンを導入した絶縁性材料が用いられている。不純物層９０の不純物濃度は、約１×１０１８ｃｍ－３以上であることが好ましい。尚、不純物層９０に導入される不純物は、Ｈ、Ｈｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｎｅ等のいずれでもよい。
【0042】
絶縁層（上部絶縁層）１００は、不純物層９０上に設けられている。従って、絶縁層１００も、ＲＴＤ素子１２０と同様に、Ｚ方向から見た平面視において、略円環形状を有する。絶縁層１００には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁性材料が用いられる。絶縁層１００の比誘電率は、不純物層９０の比誘電率と同等か、それよりも低いことが好ましい。これにより、絶縁層１００上にある上部電極５１の部分と導電層８０との間の寄生容量を低減させることができる。絶縁層１００は、プロセスの安定性および簡易性のために、不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および／または導電層８０等の他の構成要素も被覆してもよい。
【0043】
ＲＴＤ素子１２０側にある絶縁層１００の内側面Ｆ４は、Ｚ方向の断面において、ＲＴＤ素子１２０側にある不純物層９０の内側面Ｆ５とほぼ面一である。
【0044】
不純物層９０および絶縁層１００は、いずれも絶縁層であり、不純物層９０および絶縁層１００の全体（第１絶縁層）のＺ方向の厚みは、ＲＴＤ素子１２０の厚みよりも厚くなっている。これにより、絶縁層１００上にある上部電極５１の部分と導電層８０との間の寄生容量を低減させることができる。
【0045】
尚、不純物層９０および絶縁層１００は、二層の積層構造であるが、三層以上の積層構造であってもよい。
【0046】
上部電極５１は、ＲＴＤ素子１２０の第２面Ｆ２上および不純物層９０上に設けられている。上部電極５１は、ＲＴＤ素子１２０の第２面Ｆ２上を被覆しつつ、絶縁層１００上にも設けられている。不純物層９０および絶縁層１００の全体のＺ方向の厚みは、ＲＴＤ素子１２０の厚みよりも厚くなっているので、図２に示すように、上部電極５１は、ＲＴＤ素子１２０上において窪み５５を有する。窪み５５は、絶縁層１００の内側面Ｆ４に対応して略円形の形状を有する。上部電極５１には、例えば、金などの導電性金属材料が用いられる。なおＲＴＤ素子の形状は、略円形に限定される必要はなく、楕円形や正方形、長方形などでも構わない。
【0047】
上部電極５１の一部は、図２に示すように、片側へ延伸しており、ＭＩＭ４０の上部電極を介して信号電極５０に電気的に接続されている。信号電極５０および上部電極５１は、一体の電極として構成されてもよい。
【0048】
Ｚ方向から見た平面視において、不純物層９０、絶縁層１００、上部電極５１は、例えば、略円形の平面形状を有するが、特にこれに限定されない。
【0049】
絶縁層１１０は、上部電極５１と下部電極６１との間に設けられ、ＭＩＭ４０を構成する。
【0050】
このように、第１実施形態によるダイオード２０は、メサ構造のＲＴＤ素子１２０と、その周囲に第１絶縁層９０、１００を備える。第１絶縁層９０、１００の全体の厚みは、ＲＴＤ素子１２０の厚みよりも厚い。これにより、上部電極５１は、ＲＴＤ素子１２０の外側においては第１絶縁層９０、１００によって導電層８０から離間し、寄生容量を低減させる。
【0051】
図４は、上部電極５１と下部電極６１との間の容量を示す等価回路図である。図３の領域Ｒａは、上部電極５１と導電層８０との間にＲＴＤ素子１２０が存在する領域である。領域Ｒｂは、上部電極５１と導電層８０との間に第１絶縁層９０または１００が存在する領域である。
【0052】
領域Ｒａにおける上部電極５１と下部電極６１との間の容量は、Ｃｒｔｄである。領域Ｒｂにおける上部電極５１と下部電極６１との間の容量Ｃ９０＿１００は、Ｃ９０およびＣ１００の合成容量である。合成容量Ｃ９０＿１００は、Ｃ９０・Ｃ１００／（Ｃ９０＋Ｃ１００）となる。容量Ｃ９０は、上部電極５１と導電層８０との間における不純物層９０の容量であり、容量Ｃ１００は、上部電極５１と導電層８０との間における絶縁層１００の容量である。上部電極５１と下部電極６１との間の総容量Ｃａｌｌは、Ｃｒｔｄ＋Ｃ９０＿１００となる。
【0053】
総容量Ｃａｌｌは、スロットアンテナ３０に並列接続され、発振器１の寄生容量として作用する。従って、総容量Ｃａｌｌが大きいと、発振器１の高周波特性が低周波側にシフトする。このような周波数シフトによって、発振器１全体の発振周波数はスロットアンテナ３０固有の動作周波数の範囲から外れ、発振器１全体としての高周波特性（放射効率、利得など）が劣化してしまう。
【0054】
一方、ＲＴＤ素子１２０の材質および厚み、平面レイアウトの面積は、発振器１の特性に関わるので一定とする。この場合、容量Ｃｒｔｄは、ＲＴＤ素子１２０の固有値となる。従って、総容量Ｃａｌｌを低減させて発振器１の高周波特性を改善するためには、合成容量Ｃ９０＿１００を低減させる必要がある。
【0055】
例えば、図５Ａは、絶縁層１００の膜厚と発振器の発振周波数との関係を示すグラフである。横軸が絶縁層１００のＺ方向の厚みを示す。縦軸が発振器１の発振周波数を示す。絶縁層１００の厚みが薄くなると、総容量Ｃａｌｌが大きくなり、発振器１の発振周波数が劣化することがわかる。例えば、絶縁層１００の膜厚がゼロである場合、発振周波数は、１８８ＧＨｚである。絶縁層１００が厚くなると、総容量Ｃａｌｌが小さくなり、発振器１の発振周波数が高くなる。例えば、絶縁層１００の膜厚が８００ｎｍである場合、発振周波数は、２８０ＧＨｚまで増大した。よって、絶縁層１００を厚くすることによって、発振器１の高周波特性が向上することがわかる。なお、図５Ａの基準値Ｒｅｆは、ダイオード２０の影響を受けないときの理想的なアンテナの発振周波数を示す。
【0056】
例えば、図５Ｂは、絶縁層１００の膜厚と発振器の放射効率との関係を示すグラフである。横軸が絶縁層１００のＺ方向の厚みを示す。縦軸が発振器１の放射効率を示す。絶縁層１００の厚みが薄くなると、総容量Ｃａｌｌが大きくなり、発振器１の放射効率が劣化することがわかる。例えば、絶縁層１００の膜厚がゼロである場合、放射効率は、０％である。例えば、絶縁層１００の膜厚が８００ｎｍである場合、放射効率は、７８％まで増大した。よって、絶縁層１００を厚くすることによって、発振器１の放射効率が向上することがわかる。図５Ａの基準値Ｒｅｆは、ダイオード２０の影響を受けないときの理想的なアンテナの発振周波数を示す。
【0057】
このように、絶縁層１００の膜厚を厚くすることによって、発振器１の発振周波数および放射効率を向上させることができる。
【0058】
そこで、本実施形態による発振器１では、不純物層９０の上に絶縁層１００を設け、第１絶縁層９０、１００の全体の厚みを厚くしている。これにより、図３の領域Ｒｂにおいて、上部電極５１と導電層８０との間の距離が離れ、上部電極５１と下部電極６１との間の電気長が長くなる。よって、合成容量Ｃ９０＿１００が低下する。合成容量Ｃ９０＿１００を低下させることによって、総容量Ｃａｌｌを低下させることができる。その結果、発振器１の高周波特性を改善させることができる。
【0059】
絶縁層１００を低誘電体材料（Ｌｏｗ－ｋ材料）で形成することによって、容量Ｃ９０＿１００をさらに低下させ、発振器１の高周波特性をさらに改善させることができる。低誘電体材料は、例えば、空洞やポーラスを含むシリコン酸化膜等でもよい。
【0060】
また、本実施形態によれば、絶縁層１００の比誘電率または膜厚を調節することによって、総容量Ｃａｌｌを変化させ、発振器１の発振周波数を制御することができる。
【0061】
尚、合成容量Ｃ９０＿１００は、直列接続される複数の容量のうち小さい容量に漸近する。不純物層９０は、ＲＴＤ素子１２０の材料に不純物を導入した材料で形成されているため、材料および厚みを変更することが困難である。一方、絶縁層１００の材料および膜厚を変更することは容易である。従って、絶縁層１００の比誘電率を低くし、および／または、絶縁層１００の厚みを厚くすることによって、容量Ｃ１００を容量Ｃ９０よりも小さくすれば、絶縁層１００の容量Ｃ１００に応じて合成容量Ｃ９０＿１００を小さくすることができる。即ち、絶縁層１００の容量Ｃ１００で合成容量Ｃ９０＿１００を制御するために、容量Ｃ１００は容量Ｃ９０よりも小さいことが好ましい。
【0062】
次に、本実施形態によるダイオード２０の製造方法を説明する。
【0063】
【0064】
まず、基板１０（例えば、ＧａＮ）の表面にｎ型ＧａＮをエピタキシャル成長させることによって導電層８０を形成する。
【0065】
次に、導電層８０上にＲＴＤ素子１２０の材料を形成する。例えば、ＲＴＤ素子１２０の材料（例えば、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮまたはＡｌＰＮ）を導電層８０上にエピタキシャル成長させる。これにより、図６に示す構造が得られる。
【0066】
次に、リソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、ＲＴＤ素子１２０の材料を略円形状のメサ構造に加工する。次に、リソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、ＲＴＤ素子１２０の周囲に不純物（例えば、ボロン）をイオン注入する。これにより、図７に示すように、ＲＴＤ素子１２０の周囲を囲むように不純物層９０が略円環状に形成される。不純物層９０は、ＲＴＤ素子１２０の側面Ｆ３に隣接し接触している。
【0067】
このように、本実施形態によれば、ＲＴＤ素子１２０は、エッチング技術を用いることなく、ＲＴＤ素子１２０の材料の一部に不純物をイオン注入することによって形成される。例えば、ＲＴＤ素子１２０の周囲にボロンをイオン注入することによって、絶縁性の不純物層９０を形成し、ＲＴＤ素子１２０を電流狭窄する。これにより、不純物層９０が形成されるとともに、ＲＴＤ素子１２０の範囲も決定される。エッチング技術を用いて形成されたメサ構造の端部は、ＲＴＤ素子１２０には含まれず、不純物層９０の端部となる。従って、ドライエッチング法等により生じるプラズマダメージはＲＴＤ素子１２０に含まれない。さらに、メサ構造よりも小さなＲＴＤ素子１２０を形成することができる。その結果、良好な特性を有する微細なＲＴＤ素子１２０を形成することができる。
【0068】
次に、不純物層９０上に絶縁層１００の材料を堆積する。リソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、絶縁層１００の材料を加工する。これにより、図８に示すように、絶縁層１００が不純物層９０上に形成される。その結果、第１絶縁層９０、１００の全体の厚みが厚くなり、容量Ｃ９０＿１００が低下し、総容量Ｃａｌｌを低下させることができる。絶縁層１００は、不純物層９０上に形成されるので、容量Ｃｒｔｄを変更することなく、合成容量Ｃ９０＿１００を低下させることができる。
【0069】
次に、リソグラフィ技術および真空成膜技術を用いて、上部電極５１および下部電極６１の材料を絶縁層１００上に形成する。これにより、図３に示すように、上部電極５１および下部電極６１がＲＴＤ素子１２０の第２面Ｆ２上および絶縁層１００上に形成される。上部電極５１および下部電極６１はこのように同一工程で形成されてもよいし、別々の工程で形成されてもよい。
【0070】
このようにして、ダイオード２０が完成する。
【0071】
本実施形態によれば、不純物層９０の上に絶縁層１００を設け、第１絶縁層９０、１００の全体の厚みを厚くしている。これにより、図３の領域Ｒｂにおいて、上部電極５１と下部電極６１との間の電気長が長くなる。よって、容量Ｃ９０＿１００が低下し、総容量Ｃａｌｌを低下させることができる。その結果、発振器１の高周波特性を改善させることができる。
【0072】
また、不純物層９０は、ＲＴＤ素子１２０の材料に不純物をイオン注入して形成されている。従って、ＲＴＤ素子１２０と不純物層９０との境界には、プラズマダメージが少なく、ＲＴＤ素子１２０の特性劣化が抑制される。
【0073】
もし、エッチングで加工されたメサ構造全体がＲＴＤ素子１２０である場合、エッチングでメサ構造の面積を調整することによって、発振器１の周波数調整を行う。しかし、ＲＴＤ素子１２０の材料を微細なメサ構造に高精度にエッチングすることは困難であり、プロセスばらつきも大きい。
【0074】
これに対し、本実施形態によれば、不純物層９０は、ＲＴＤ素子１２０の材料に不純物をイオン注入して形成されている。従って、ＲＴＤ素子１２０のレイアウト面積は、イオン注入工程によって決まる。この場合、ＲＴＤ素子１２０の高周波特性の劣化は抑制され、安定している。また、ＲＴＤ素子１２０の微細化も容易である。
【0075】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第２実施形態では、Ｚ方向から見た平面視において、絶縁層１００の内径の幅が第１絶縁層９０の内径の幅よりも広い。即ち、第１面Ｆ1に対して垂直方向の断面において、ＲＴＤ素子１２０側にある上部絶縁層１００の内側面Ｆ４は、ＲＴＤ素子１２０側にある下部絶縁層９０の内側面Ｆ５よりもＲＴＤ素子１２０から離間する方向にある。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態の対応する構成と同様でよい。
図９は、第２実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第２実施形態では、Ｚ方向から見た平面視において、絶縁層１００の内径の幅が第１絶縁層９０の内径の幅よりも広い。即ち、第１面Ｆ1に対して垂直方向の断面において、ＲＴＤ素子１２０側にある上部絶縁層１００の内側面Ｆ４は、ＲＴＤ素子１２０側にある下部絶縁層９０の内側面Ｆ５よりもＲＴＤ素子１２０から離間する方向にある。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態の対応する構成と同様でよい。
【0076】
このような形態であっても、部分的に不純物層９０の上に絶縁層１００を設け、第１絶縁層９０、１００の全体の厚みを厚くしている。これにより、総容量Ｃａｌｌを低下させることができる。その結果、発振器１の高周波特性を改善させることができる。
【0077】
また、Ｚ方向から見た平面視において、上部絶縁層１００の内側面Ｆ４と下部絶縁層９０の内側面Ｆ５とを一致させる必要がないので、上部絶縁層１００の形成工程におけるリソグラフィの位置合わせが容易になる。
【0078】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第３実施形態では、Ｚ方向から見た平面視において、絶縁層１００の内径の幅が第１絶縁層９０の内径の幅よりも狭い。即ち、第１面Ｆ1に対して垂直方向の断面において、上部絶縁層１００の内側面Ｆ４は、下部絶縁層９０の内側面Ｆ５よりもＲＴＤ素子１２０の中心側にある。第３実施形態のその他の構成は、第１実施形態の対応する構成と同様でよい。
図１０は、第３実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第３実施形態では、Ｚ方向から見た平面視において、絶縁層１００の内径の幅が第１絶縁層９０の内径の幅よりも狭い。即ち、第１面Ｆ1に対して垂直方向の断面において、上部絶縁層１００の内側面Ｆ４は、下部絶縁層９０の内側面Ｆ５よりもＲＴＤ素子１２０の中心側にある。第３実施形態のその他の構成は、第１実施形態の対応する構成と同様でよい。
【0079】
第３実施形態によれば、絶縁層１００が不純物層９０上だけでなく、ＲＴＤ素子１２０の一部の上にも設けられている。これにより、総容量Ｃａｌｌをさらに低下させることができる。その結果、発振器１の高周波特性をより効果的に改善させることができる。
【0080】
また、Ｚ方向から見た平面視において、上部絶縁層１００の内側面Ｆ４と下部絶縁層９０の内側面Ｆ５とを一致させる必要がないので、上部絶縁層１００の形成工程におけるリソグラフィの位置合わせが容易になる。
【0081】
（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第４実施形態では、絶縁層１００が下部電極６１側へ延伸しており、下部電極６１を被覆している。即ち、絶縁層１００は、不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および導電層８０の全体の上にも設けられる。第４実施形態のその他の構成は、第１実施形態の対応する構成と同様でよい。
図１１は、第４実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第４実施形態では、絶縁層１００が下部電極６１側へ延伸しており、下部電極６１を被覆している。即ち、絶縁層１００は、不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および導電層８０の全体の上にも設けられる。第４実施形態のその他の構成は、第１実施形態の対応する構成と同様でよい。
【0082】
第４実施形態によれば、絶縁層１００が不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および導電層８０の全体の上に設けられる。これにより、第１実施形態よりも総容量Ｃａｌｌをさらに低下させることができる。その結果、発振器１の高周波特性をより効果的に改善させることができる。
【0083】
（第５実施形態）
図１２は、第５実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第５実施形態では、絶縁層１００が下部電極６１側へ延伸しており、下部電極６１を被覆している。即ち、絶縁層１００は、不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および導電層８０の全体の上にも設けられる。第５実施形態のその他の構成は、第２実施形態の対応する構成と同様でよい。
図１２は、第５実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第５実施形態では、絶縁層１００が下部電極６１側へ延伸しており、下部電極６１を被覆している。即ち、絶縁層１００は、不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および導電層８０の全体の上にも設けられる。第５実施形態のその他の構成は、第２実施形態の対応する構成と同様でよい。
【0084】
第５実施形態によれば、絶縁層１００が不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および導電層８０の全体の上に設けられる。これにより、第２実施形態よりも総容量Ｃａｌｌをさらに低下させることができる。その結果、発振器１の高周波特性をより効果的に改善させることができる。
【0085】
（第６実施形態）
図１３は、第６実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第６実施形態では、絶縁層１００が下部電極６１側へ延伸しており、下部電極６１を被覆している。即ち、絶縁層１００は、不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および導電層８０の全体の上にも設けられる。第５実施形態のその他の構成は、第３実施形態の対応する構成と同様でよい。
図１３は、第６実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第６実施形態では、絶縁層１００が下部電極６１側へ延伸しており、下部電極６１を被覆している。即ち、絶縁層１００は、不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および導電層８０の全体の上にも設けられる。第５実施形態のその他の構成は、第３実施形態の対応する構成と同様でよい。
【0086】
第６実施形態によれば、絶縁層１００が不純物層９０上だけでなく、下部電極６１および導電層８０の全体の上に設けられる。これにより、第３実施形態よりも総容量Ｃａｌｌをさらに低下させることができる。その結果、発振器１の高周波特性をより効果的に改善させることができる。
【0087】
（第７実施形態）
図１４は、第７実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第７実施形態では、上部電極５１が下部電極６１とは反対側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
図１４は、第７実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第７実施形態では、上部電極５１が下部電極６１とは反対側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
【0088】
上部電極５１の延伸部分によって、上部電極５１とＭＩＭ４０および信号電極５０との間を電気的に接続することができる。第７実施形態のその他の構成は、第４実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第７実施形態は、第４実施形態と同様の効果も得ることができる。尚、第７実施形態は第１実施形態と組み合わせてもよい。
【0089】
（第８実施形態）
図１５は、第８実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第８実施形態では、上部電極５１が下部電極６１とは反対側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
図１５は、第８実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第８実施形態では、上部電極５１が下部電極６１とは反対側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
【0090】
上部電極５１の延伸部分によって、上部電極５１とＭＩＭ４０および信号電極５０との間を電気的に接続することができる。第８実施形態のその他の構成は、第５実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第８実施形態は、第５実施形態と同様の効果も得ることができる。尚、第８実施形態は第２実施形態と組み合わせてもよい。
【0091】
（第９実施形態）
図１６は、第９実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第９実施形態では、上部電極５１が下部電極６１とは反対側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
図１６は、第９実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第９実施形態では、上部電極５１が下部電極６１とは反対側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
【0092】
上部電極５１の延伸部分によって、上部電極５１とＭＩＭ４０および信号電極５０との間を電気的に接続することができる。第９実施形態のその他の構成は、第６実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第９実施形態は、第６実施形態と同様の効果も得ることができる。尚、第９実施形態は第３実施形態と組み合わせてもよい。
【0093】
（第１０実施形態）
図１７は、第１０実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１０実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
図１７は、第１０実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１０実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
【0094】
上部電極５１の延伸部分によって、上部電極５１とＭＩＭ４０および信号電極５０との間を電気的に接続することができる。第１０実施形態のその他の構成は、第４実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第１０実施形態は、第４実施形態と同様の効果も得ることができる。
【0095】
（第１１実施形態）
図１８は、第１１実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１１実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
図１８は、第１１実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１１実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
【0096】
上部電極５１の延伸部分によって、上部電極５１とＭＩＭ４０および信号電極５０との間を電気的に接続することができる。第１１実施形態のその他の構成は、第５実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第１１実施形態は、第５実施形態と同様の効果も得ることができる。
【0097】
（第１２実施形態）
図１９は、第１２実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１２実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
図１９は、第１２実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１２実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向へ絶縁層１００上において延伸している。上部電極５１の延伸部分は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。
【0098】
上部電極５１の延伸部分によって、上部電極５１とＭＩＭ４０および信号電極５０との間を電気的に接続することができる。第１２実施形態のその他の構成は、第６実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第１２実施形態は、第６実施形態と同様の効果も得ることができる。
【0099】
（第１３実施形態）
図２０は、第１３実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１３実施形態は、第７実施形態と第１０実施形態の組み合わせである。従って、第１３実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向と下部電極６１とは反対側の方向の両方へ延伸している。上部電極５１の延伸部分の一部は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。第１３実施形態のその他の構成は、第７または第１０実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第１３実施形態は、第７または第１０実施形態と同様の効果も得ることができる。
図２０は、第１３実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１３実施形態は、第７実施形態と第１０実施形態の組み合わせである。従って、第１３実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向と下部電極６１とは反対側の方向の両方へ延伸している。上部電極５１の延伸部分の一部は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。第１３実施形態のその他の構成は、第７または第１０実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第１３実施形態は、第７または第１０実施形態と同様の効果も得ることができる。
【0100】
（第１４実施形態）
図２１は、第１４実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１４実施形態は、第８実施形態と第１１実施形態の組み合わせである。従って、第１４実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向と下部電極６１とは反対側の方向の両方へ延伸している。上部電極５１の延伸部分の一部は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。第１４実施形態のその他の構成は、第８または第１１実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第１４実施形態は、第８または第１１実施形態と同様の効果も得ることができる。
図２１は、第１４実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１４実施形態は、第８実施形態と第１１実施形態の組み合わせである。従って、第１４実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向と下部電極６１とは反対側の方向の両方へ延伸している。上部電極５１の延伸部分の一部は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。第１４実施形態のその他の構成は、第８または第１１実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第１４実施形態は、第８または第１１実施形態と同様の効果も得ることができる。
【0101】
（第１５実施形態）
図２２は、第１５実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１５実施形態は、第９実施形態と第１２実施形態の組み合わせである。従って、第１５実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向と下部電極６１とは反対側の方向の両方へ延伸している。上部電極５１の延伸部分の一部は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。第１５実施形態のその他の構成は、第９または第１２実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第１５実施形態は、第９または第１２実施形態と同様の効果も得ることができる。
図２２は、第１５実施形態によるダイオードの構成例を示す断面図である。第１５実施形態は、第９実施形態と第１２実施形態の組み合わせである。従って、第１５実施形態では、上部電極５１が下部電極６１側の方向と下部電極６１とは反対側の方向の両方へ延伸している。上部電極５１の延伸部分の一部は、図１のＭＩＭ４０の上部電極に接続される部分である。第１５実施形態のその他の構成は、第９または第１２実施形態の対応する構成と同様でよい。従って、第１５実施形態は、第９または第１２実施形態と同様の効果も得ることができる。
【0102】
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
（１）
導電層と、
前記導電層に電気的に接続する第１面と、前記第１面に対して反対側にある第２面と、前記第１面と前記第２面との間にある側面とを含む共鳴トンネルダイオード素子と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記第１絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記導電層に電気的に接続された第２電極とを備える、ダイオード。
（２）
前記第１絶縁層は、
前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みとほぼ同じ下部絶縁層と、
前記下部絶縁層上に設けられた上部絶縁層とを含み、
前記第１電極は、前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記上部絶縁層上に設けられている、（１）に記載のダイオード。
（３）
前記上部絶縁層の比誘電率は、前記下部絶縁層の比誘電率と同等か、それよりも低い、（２）に記載のダイオード。
（４）
前記第１絶縁層は、前記共鳴トンネルダイオード素子の周囲を囲む、（１）から（３）のいずれか一項に記載のダイオード。
（５）
前記下部絶縁層は、前記共鳴トンネルダイオード素子の材料に不純物を導入した材料で構成されている、（２）または（３）に記載のダイオード。
（６）
前記不純物は、Ｈ、Ｈｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｎｅのいずれかである、（５）に記載のダイオード。
（７）
前記第１電極は、前記共鳴トンネルダイオード素子上において窪みを有する、（１）から（６）のいずれか一項に記載のダイオード。
（８）
前記共鳴トンネルダイオード素子は、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮおよびＡｌＰＮのいずれかの材料を含む、（１）から（７）のいずれか一項に記載のダイオード。
（９）
前記導電層が上に設けられ、ＧａＮ、サファイア、ＳｉおよびＳｉＣのいずれかの材料を含む基板をさらに備える、（１）から（８）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１０）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記上部絶縁層の内側面は、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記下部絶縁層の内側面とほぼ面一である、（２）から（９）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１１）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記上部絶縁層の内側面は、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記下部絶縁層の内側面よりも前記共鳴トンネルダイオード素子から離間する方向にある、（２）から（９）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１２）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記上部絶縁層の内側面は、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記下部絶縁層の内側面よりも前記共鳴トンネルダイオード素子の中心側にある、（２）から（９）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１３）
前記上部絶縁層は、前記第２電極を被覆する、（２）から（９）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１４）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記第１電極は、前記第２電極とは反対側の方向へ前記上部絶縁層上において延伸している、（１３）に記載のダイオード。
（１５）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記第１電極は、前記第２電極の方向へ前記上部絶縁層上において延伸している、（１３）に記載のダイオード。
（１６）
導電層と、
前記導電層に電気的に接続する第１面と、前記第１面に対して反対側にある第２面と、前記第１面と前記第２面との間にある側面とを含む共鳴トンネルダイオード素子と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記第１絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記導電層に電気的に接続された第２電極とを備える、高周波デバイス。
（１）
導電層と、
前記導電層に電気的に接続する第１面と、前記第１面に対して反対側にある第２面と、前記第１面と前記第２面との間にある側面とを含む共鳴トンネルダイオード素子と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記第１絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記導電層に電気的に接続された第２電極とを備える、ダイオード。
（２）
前記第１絶縁層は、
前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みとほぼ同じ下部絶縁層と、
前記下部絶縁層上に設けられた上部絶縁層とを含み、
前記第１電極は、前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記上部絶縁層上に設けられている、（１）に記載のダイオード。
（３）
前記上部絶縁層の比誘電率は、前記下部絶縁層の比誘電率と同等か、それよりも低い、（２）に記載のダイオード。
（４）
前記第１絶縁層は、前記共鳴トンネルダイオード素子の周囲を囲む、（１）から（３）のいずれか一項に記載のダイオード。
（５）
前記下部絶縁層は、前記共鳴トンネルダイオード素子の材料に不純物を導入した材料で構成されている、（２）または（３）に記載のダイオード。
（６）
前記不純物は、Ｈ、Ｈｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｎｅのいずれかである、（５）に記載のダイオード。
（７）
前記第１電極は、前記共鳴トンネルダイオード素子上において窪みを有する、（１）から（６）のいずれか一項に記載のダイオード。
（８）
前記共鳴トンネルダイオード素子は、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮおよびＡｌＰＮのいずれかの材料を含む、（１）から（７）のいずれか一項に記載のダイオード。
（９）
前記導電層が上に設けられ、ＧａＮ、サファイア、ＳｉおよびＳｉＣのいずれかの材料を含む基板をさらに備える、（１）から（８）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１０）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記上部絶縁層の内側面は、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記下部絶縁層の内側面とほぼ面一である、（２）から（９）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１１）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記上部絶縁層の内側面は、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記下部絶縁層の内側面よりも前記共鳴トンネルダイオード素子から離間する方向にある、（２）から（９）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１２）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記上部絶縁層の内側面は、前記共鳴トンネルダイオード素子側にある前記下部絶縁層の内側面よりも前記共鳴トンネルダイオード素子の中心側にある、（２）から（９）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１３）
前記上部絶縁層は、前記第２電極を被覆する、（２）から（９）のいずれか一項に記載のダイオード。
（１４）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記第１電極は、前記第２電極とは反対側の方向へ前記上部絶縁層上において延伸している、（１３）に記載のダイオード。
（１５）
前記第１面に対して垂直方向の断面において、前記第１電極は、前記第２電極の方向へ前記上部絶縁層上において延伸している、（１３）に記載のダイオード。
（１６）
導電層と、
前記導電層に電気的に接続する第１面と、前記第１面に対して反対側にある第２面と、前記第１面と前記第２面との間にある側面とを含む共鳴トンネルダイオード素子と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の側面に設けられた第１絶縁層であって、前記第１面に対して垂直方向の厚みが前記共鳴トンネルダイオード素子の厚みよりも厚い第１絶縁層と、
前記共鳴トンネルダイオード素子の前記第２面上および前記第１絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記導電層に電気的に接続された第２電極とを備える、高周波デバイス。
【0103】
尚、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
【符号の説明】
【0104】
１ 発振器
１０ 基板
２０ ダイオード
３０ スロットアンテナ
４０ ＭＩＭ
５０ 信号電極
５１ 上部電極
６０ 基準電極
６１ 下部電極
７０ シャント抵抗
８０ 導電層
９０ 不純物層
１００ 絶縁層
１２０ 共鳴トンネルダイオード素子
１０ 基板
２０ ダイオード
３０ スロットアンテナ
４０ ＭＩＭ
５０ 信号電極
５１ 上部電極
６０ 基準電極
６１ 下部電極
７０ シャント抵抗
８０ 導電層
９０ 不純物層
１００ 絶縁層
１２０ 共鳴トンネルダイオード素子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
