共振隧穿二极管

设计并研制出室温工作的共振隧穿二极管,室温电流峰谷比达到7.6:1,最高振荡频率为54GHz。本文对RTD的设计、研制过程、参数和特性测试进行了系统的分析和说明。     

共振隧穿器件及其集成技术发展趋势和最新进展

介绍了共振隧穿器件及其特点,论述了该类器件及其集成技术的发展趋势和最新进展,特别是SiO 2S/iS/iO 2共振隧穿二极管及其集成电路的研制成功是一个突破性的进展。     

共振隧穿二极管的设计、研制和特性分析

用分子束外延技术在半绝缘GaAs衬底上生长制备了不同结构的AlAs/GaAs/InGaAs两垒一阱RTD单管.经过材料生长设计和工艺的改进,测得室温下器件的最高PVCR为2.4,峰值电流密度达到36.8kA/cm2.进行直流参数测试,得到RTD的I-V特性曲线,对量子阱宽度和帽层厚度对I-V特性的影响进行了分析.     

共振隧穿二极管的设计、研制和特性分析

用分子束外延技术在半绝缘GaAs衬底上生长制备了不同结构的AlAs/GaAs/InGaAs两垒一阱RTD单管.经过材料生长设计和工艺的改进,测得室温下器件的最高PVCR为2.4,峰值电流密度达到36.8kA/cm2.进行直流参数测试,得到RTD的I-V特性曲线,对量子阱宽度和帽层厚度对I-V特性的影响进行了分析.     

共振隧穿二极管的材料结构设哥——共振隧穿器件讲座（5）

在系统细致分析RTD材料结构参数与器件特性参数关系的基础上，确立了RTD材料结构的设计原则和设计方法，并对以SI—GaAs为衬底的RTD分子束外延（MBE）材料生长结构进行了设计。所研制出的RTD参数实测结果证实了此设计方法是正确的。     

共振隧穿二极管的材料结构设计——共振隧穿器件讲座(5)

在系统细致分析RTD材料结构参数与器件特性参数关系的基础上,确立了RTD材料结构的设计原则和设计方法,并对以SI-GaAs为衬底的RTD分子束外延(MBE)材料生长结构进行了设计。所研制出的RTD参数实测结果证实了此设计方法是正确的。     

共振隧穿二极管中的电荷积累效应——共振隧穿器件讲座(4)

介绍了共振隧穿二极管(RTD)中电荷积累效应,利用顺序隧穿模型分析了RTD中有电荷积累时器件各部分电压的再分布;并结合电压降局限于双势垒区和遍及整个RTD的两种情况,建立了电荷和电流方程;最后利用电荷积累效应解释了负阻区本征双稳态特性。     

共振隧穿二极管的直流变温特性

优化设计了GaAs/InGaAs/AlAs双势垒异质结构,采用台面工艺实现了RTD的器件制备,在3³50K温度范围内对器件的直流特性进行了测试分析。实验结果表明,受热电子发射电流的影响,当测试温度T>77K时,GaAs基RTD的直流特性参数随温度变化显著;而当T<77K后,器件直流特性趋于饱和。基于实验数据外推的最高工作温度和极限负阻温度分别为370K和475K。     

肖特基栅型共振隧穿晶体管的制作研究

已研制成了肖特基栅共振隧穿晶体管,在双势垒结构上蒸发铂金形成栅。通过调制准二维电子积累层的面积进而达到控制隧穿电流的目的。并对发射极正反接电压不同而出现的不同调制现象进行了分析。     

共振隧穿二极管研究进展

简要评述共振隧穿二极管（ＲＴＤ）器件研究进展。重点探讨以下问题：为什么ＲＴＤ研究经久不衰？器件理论模型达到何等水平？器件特性、结构和材料方面有哪些关键？围绕这些问题,介绍了有关基本概念,对ＲＴＤ器件物理模型和特性近来的研究成果和前景进行了分析,并提要性地和同类的其它量子器件作了比较。     

遏止(Quenching)及其在分析RTD逻辑电路中的应用

在深入分析共振隧穿二极管(RTD)开关前后内阻变化和RTD串联组合中不同RTD电压分布随总偏压变化的基础上,深化了“遏止(Q uench ing)”的概念。并进一步以此概念说明了RTD/HEM T电路中,单-双稳转换逻辑单元(M OB ILE)、多值逻辑(M VL)文字(L itera l)逻辑门、三态反相器(T ernary inverter)等逻辑单元的工作原理。通过此种分析,证实了“遏止”概念是解释和分析复杂RTD电路原理的强有力工具。以上论证也适用于由其它负阻器件构成的逻辑电路。     

RTD/HEMT多值逻辑(MVL)电路的PSPICE模拟

由共振隧穿二极管(RTD)与高电子迁移率晶体管(HEMT)相并联组成的结构是构成当前RTD高速数字电路常用的基本单元。由于RTD的负阻、双稳和自锁特性,由RTD/HEMT组成的逻辑电路可以大大减少器件的数目,用最少的器件完成一定的逻辑功能。本文对多值逻辑(MVL)中的文字逻辑门用PSPICE模拟软件进行了电路模拟,模拟结果与预期结果一致,并有助于指导该电路的设计。     

RTD与HBT单片集成研究

设计并研制了共振隧穿二极管(RTD)与异质结双极晶体管(HBT)单片集成负阻逻辑单元。详细介绍了逻辑单元的材料结构及工艺流程的设计过程,得到了较好的负阻特性,其开启电压1V左右,峰谷比大于2∶1。同时建立了负阻逻辑单元的模型,通过Pspice模拟结果表明与实际逻辑单元特性吻合良好。     

一种高性能InP基谐振隧穿二极管的研制

设计并用分子束外延技术生长了InP基InGaAs/AlAs体系RTD材料,采用传统湿法腐蚀、光学接触式光刻、金属剥离、台面隔离和空气桥互连工艺,研制出了具有优良负阻特性和较高阻性截止频率的InP基RTD单管，器件正向PVCR为17.5,反向PVCR为28,峰值电流密度为56kA/cm^2,采用RNC电路模型进行数据拟合后得到阻性截止频率为82.8GHz，实验为今后更高性能RTD单管的研制,以及RTD与其他高速高频三端器件单片集成电路的设计与研制奠定了基础。     

RTD表观正阻与串联电阻非本征双稳态的相关性

在RTD的I-V特性测量过程中,有时在负阻区出现VP>VV的情况,一般称为表观正阻(APR)现象。通过RTD/RS锁定电路负载线分析,证实APR起源于RTD串联电阻非本征双稳态线。     

GaAs基共振隧穿二极管的研究

对GaAs基共振隧穿二极管(RTD)进行了研究,首先用分子束外延(MBE)方法进行AlAs/GaAs/InGaAs双势垒单势阱材料结构的生长.接着用常温光致荧光(PL)方法对结构材料进行了测试分析,其结果显示,较好的外延结构材料的PL谱线半峰宽达到62.6 nm.最后通过制成RTD器件对材料进行验证,器件测试结果表现出良好的直流特性.     

平面型RTD及其MOBILE的设计与研制

鉴于已报道的平面共振遂穿二极管(PRTD)存在的缺点,文中提出了一种新的平面RTD器件结构.以n GaAs代替半绝缘GaAs衬底,利用硼离子注入产生的非晶化作为RTD器件的电隔离,成功设计研制平面型RTD和由其构成的单-双稳转换逻辑单元,此种结构可适用于以输出端作为公用端的所有电路.     

MSM-PD与RTD光电集成的模拟

设计了由谐振隧穿二极管(RTD)为驱动器件,以金属-半导体-金属光探测器(MSM-PD)为光敏元件的光电集成电路单元,利用通用电路模拟软件PSPICE基于其物理意义的电流-电压方程建立直流电路模型,模拟其暂态特性,结果表明器件具有反相输出功能和双稳态特性.     

平面型RTD及其MOBILE的设计与研制

鉴于已报道的平面共振遂穿二极管(PRTD)存在的缺点,文中提出了一种新的平面RTD器件结构.以n+ GaAs代替半绝缘GaAs衬底,利用硼离子注入产生的非晶化作为RTD器件的电隔离,成功设计研制平面型RTD和由其构成的单-双稳转换逻辑单元,此种结构可适用于以输出端作为公用端的所有电路.     

RTD交流小信号等效电路模型——共振隧穿器件讲座(7)

RTD交流小信号等效电路模型是分析RTD交流特性的基础,也是用网络分析仪测量S参数,拟合提取交流参数和计算截止频率fR的依据。精确、合理的等效电路模型有助于深入理解RTD的工作原理,也对RTD器件和RTD集成电路的设计起重要的指导作用。介绍了四种常见而又重要的RTD交流小信号等效电路模型。