稳定可靠的太赫兹源是太赫兹技术得到广阔应用的基础条件。基于肖特基势垒二极管的倍频器是太赫兹固态源的重要组成部分。受限于肖特基二极管击穿电压较低、漏电流较大和太赫兹单片倍频电路的制造技术等因素,目前国内自主研发的单片倍频电路使用频率和输出功率不高。同时,由肖特基结处的界面陷阱电荷引起的隧穿效应造成功率的泄漏,这一现象随着输入功率和工作频率的增加而愈加显著。因此,国内对太赫兹单片集成倍频器的研究还停留在较低频段。针对上述问题,本文主要围绕实现单片集成倍频器所涉及的关键技术展开研究,包括太赫兹肖特基二极管终端结构的研究,单片倍频电路的实现与优化,肖特基二极管物理基模型的研究,氮化镓（Ga N）太赫兹肖特基二极管的研究。论文的主要内容如下:（1）太赫兹肖特基二极管终端结构的研究。针对肖特基二极管击穿电压低和漏电流大的问题提出了太赫兹肖特基二极管终端结构——“金属檐”结构。该结构制作工艺简便、成本低廉并能够很好地融合到太赫兹单片电路制作中。该结构通过消除边缘电场聚积效应和减少由肖特基结边缘势垒降低带来的泄漏电流改善二极管特性,表现在击穿电压的提高和漏电流的降低。将该结构应用到肖特基结直径为3μm的二极管中,击穿电压相比于传统结构提升了19.6%。（2）太赫兹单片倍频电路的实现与优化。开发了基于干刻+横向湿法腐蚀的“金属檐”终端结构的制作工艺,完成了基于“金属檐”结构肖特基二极管的太赫兹单片集成倍频器的研制。与传统结构相比,“金属檐”结构能够提高单片集成倍频器的性能,同时分析了“金属檐”结构对倍频器性能提升的机理。“金属檐”结构能够降低肖特基二极管的泄漏电流从而提高非线性I-V特性,为倍频器的设计提供一种可行的方案。（3）基于隧穿效应的“金属檐”结构变容管模型研究。针对传统建模形式无法准确描述界面缺陷和隧穿效应引起的功率泄漏问题,提出了基于隧穿效应的物理模型。由金属诱导能隙态（metal induced gap state,MIGS）和半导体表面的悬挂键带来的界面缺陷能够引起热电子发射电流的阻尼和额外的隧穿效应,从而降低了结电容调制比。将界面缺陷等效为肖特基金属和半导体之间的一层超薄介质层,利用金属-绝缘体-半导体（MIS）能带结构计算出介质层的厚度,最后建立了物理基模型并提出了能够满足谐波平衡仿真的方程。通过对215GHz三倍频器的仿真验证了该模型的有效性。（4）Ga N基“金属檐”结构变容管的初步研究。第三代半导体材料Ga N的热导率和击穿场强相比于砷化镓（Ga As）有了较大的提升,符合倍频器能够承受高输入功率的设计要求。针对Ga N基太赫兹变容管中较差的反偏特性和较高的理想因子,对Ga N基变容管展开研究,设计了一种基于“金属檐”终端结构的Ga N基变容管,仿真结果表明当外延层的厚度和掺杂浓度分别为300nm和2×1017/cm3时,击穿电压可达-36.1V。