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近年来，随着太赫兹(THz)技术的迅速发展，高频大功率的太赫兹信号源逐渐成为人们研究的一个热点。目前应用于太赫兹领域的半导体固态信号源以负阻器件为主，比如耿氏二极管(Gunn Diode)、共振隧穿二极管(RTD)、崩越二极管(IMPATT Diode)等。在这些二极管中，耿氏二极管具有工作频率高、稳定性强、可靠性高、噪声低、频带宽、电源电压低以及工作寿命长等诸多优点，因此在众多的转移电子器件中耿氏二极管具有在太赫兹频段应用的巨大潜力。
目前GaAs基、InP基耿氏二极管已经相当成熟。尽管用这些材料制作的耿氏二极管可靠性很高，但是在以高频大功率为需求的太赫兹应用中，这些器件过低的输出功率，大大的限制了它们的应用。以SiC、GaN为代表的第三代宽禁带半导体材料由于具有大禁带宽度、高临界场强、高热导率、高载流子饱和速率等优良特性，因此在微波毫米波大功率电子器件领域受到了人们广泛的关注。对GaN材料的蒙特卡罗模拟结果显示，GaN材料的负阻振荡频率可达750GHz，远远大于GaAs材料的140GHz，而更为重要的是，在太赫兹工作频段，GaN基器件的输出功率比GaAs高一到两个数量级，可以达到几百毫瓦甚至几瓦的功率，这在太赫兹领域是最令人感兴趣的器件性能指标。
本文在器件材料和工艺的基础上，基于传统的耿氏二极管结构，给出了适用于GaN耿氏二极管设计的基本准则，并利用该准则设计了带Notch层的GaN耿氏二极管以及带加速层的GaN耿氏二极管；并对这两种结构进行了仿真分析。仿真结果显示，这两种GaN耿氏二极管的工作频率都在200GHz以上，远远高于GaAs耿氏二极管的75GHz。基于带Notch层的GaN耿氏二极管，还给出了一个基本的用于GaN耿氏二极管的制造流程。在本论文的最后给出了一个由带Notch层的GaN耿氏二极管构成的工作频率为500GHz的耿氏振荡器。GaN耿氏二极管的大功率和高频率特性，展现出了它在太赫兹信号的产生和应用中具有相当大的优势和潜力。