栅型共振隧穿晶体管的设计与研制

在研制RTD经验的基础上设计并研制成功栅型GaAs基共振隧穿晶体管(GRTT).文中对该器件的材料结构设计、器件结构设计、光刻版图设计、器件制作、参数测量与分析等进行了系统的描述.所研制出的GRTT最大PVCR为46,最大跨导为8mS,为进一步改善器件性能和参数奠定了基础.     

RTD/HEMT串联型RTT的设计与研制

依据RTD/HEMT串联型RTT的概念,设计了RTD/HEMT单片集成材料结构,该结构采用分子束外延技术生长.采用湿法化学腐蚀、金属剥离、台面隔离和空气桥互连技术,研制了RTD/HEMT串联型RTT,并对RTT及RTT中RTD和HEMT的直流特性进行了测试.测试结果表明:在室温下,器件具有明显的栅控负阻特性,正接型RTT的最大峰谷电流之比在2.2左右,反接型RTT的最大峰谷电流之比在4.6左右.实验为RTD/HEMT串联型RTT性能的优化和RTD/HEMT单片集成电路的研制奠定了基础.     

RTD/HEMT串联型RTT的设计与研制

依据RTD/HEMT串联型RTT的概念,设计了RTD/HEMT单片集成材料结构,该结构采用分子束外延技术生长.采用湿法化学腐蚀、金属剥离、台面隔离和空气桥互连技术,研制了RTD/HEMT串联型RTT,并对RTT及RTT中RTD和HEMT的直流特性进行了测试.测试结果表明:在室温下,器件具有明显的栅控负阻特性,正接型RTT的最大峰谷电流之比在2.2左右,反接型RTT的最大峰谷电流之比在4.6左右.实验为RTD/HEMT串联型RTT性能的优化和RTD/HEMT单片集成电路的研制奠定了基础.     

RTD与PHEMT集成的几个关键工艺

在新型的共振隧穿二极管(RTD)器件与PHEMT器件单片集成材料结构上,研究和分析了分立器件的制作工艺,给出了分立器件的制作工艺参数.利用上述工艺成功制作了RTD和PHEMT器件,并在室温下分别测试了RTD器件和PHEMT器件的电学特性.测试表明:在室温下,RTD器件的峰电流密度与谷电流密度之比提高到1.78;PHEMT器件的最大跨导约为120mS/mm,在Vgs＝0.5V时的饱和电流约为270mA/mm.这将为RTD集成电路的研制奠定工艺基础.     

RTD/HEMT单片集成中RTD直流参数与材料结构的关系

为了研究器件参数与材料结构的关系,设计了三种不同的GaAs基RTD材料结构。通过完全相同的器件制造工艺,研制出三种RTD器件,并测量了它们的9个直流参数。对测量结果进行了对比和分析。最后针对RTD与HEMT集成时,如何处理RTD与HEMT间的电流匹配问题提出了建议。     

共振隧穿二极管型光探测器和光调制器

将共振隧穿二极管(RTD)的核心结构——双势垒系统与光探测器和调制器的原理相结合可构成共振隧穿光探测器和共振隧穿光调制器。这些器件既保持了RTD高频、高速的特点,同时又具备了光探测器和光调制器原有的功能,可用于光电集成电路。介绍了这种具有代表性的RTD型光电器件的工作原理、器件结构、制造工艺、器件参数测试等,为此类器件在国内的设计和研制奠定基础。     

共振隧穿器件概述——共振隧穿器件讲座(1)

通过对共振隧穿器件的特点、分类、工作原理、电流成分、器件参数等的介绍,为初学人员或非专业爱好人员提供一个对共振隧穿器件全面的、概括性的认识。     

共振隧穿晶体管的反相器统一模型

综合分析了各种不同结构的共振隧穿晶体管(RTT),将其等效为一反相器电路,建立了一个统一的RTT模型.在此模型中,按照处理反相器的方法来分析RTT的I-V特性,对各种不同类型的I-V特性给出了统一的解释.该模型所导出的结果与相应的电路模拟和电路模拟实验结果相一致.此RTT反相器统一模型可成为分析和设计各种RTT器件的有力工具.     

共振隧穿器件及其集成技术发展趋势和研究热点

在概括了共振隧穿器件及其集成技术的特点和分析了其发展趋势的基础上,给出了该领域当前的研究热点。     

新型电子器件和光学器件的共振隧穿结构

描述了一种新型共振隧穿结构器件，这种器件包含了通过可变间隙超晶格能量滤波器（ＶＳＳＥＦ）中的耦合量子附态的隧穿过程．论证了通过ＡｌＡｓ／ＧａＡｓＶＳＳＥＦ器件高能态和ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ超晶格受激态的共振隧穿，描述了这种器件作为较高功率微波源和共振隧穿晶体管的应用，并讨论了共振隧穿结构作为雪崩探测器和红外发射器等光学器件的潜在应用．     

掺杂与非掺杂相结合制备有机发光器件

采用掺杂和非掺杂方法制备了一种多层白色有机电致发光器件.DPVBi为蓝光发光层,将红光[Ir(piq)2(acac)]磷光掺杂染料掺入到母体BAlq中作为红光发光层,荧光材料QAD以亚单层的方式插入Alq3中作为绿光发光层,通过改变亚单层的厚度,得到了高效率的有机发光器件,此器件的最大电流效率可达6.1 cd/A,最大功率效率达3.1 lm/W,最大亮度达25 300 cd/m2,当电压从4V变化到14V时,色坐标从(0.45,0.55)变化到(0.47,0.37),处于黄白光区.此器件的特点在于器件的性能可以通过简单地调整QAD的厚度进行控制,避免了使用多掺杂层工艺的复杂性.     

1200V大容量SiC MOSFET器件研制

采用平面栅MOSFET器件结构,结合优化终端场限环设计、栅极bus-bar设计、JFET注入设计以及栅氧工艺技术,基于自主碳化硅工艺加工平台,研制了1200V大容量SiC MOSFET器件.测试结果表明,器件栅极击穿电压大于55V,并且实现了较低的栅氧界面态密度.室温下,器件阈值电压为2.7V,单芯片电流输出能力达到50A,器件最大击穿电压达到1600V.在175℃下,器件阈值电压漂移量小于0.8V;栅极偏置20V下,泄漏电流小于45nA.研制器件显示出优良的电学特性,具备高温大电流SiC芯片领域的应用潜力.     

高亮度三极CNT-FED器件的研制

采用钠钙玻璃作为衬底材料,在常规丝网印刷工艺的基础上,设计制作了新型栅极-阴极组控制结构,实现了单条栅极对三个碳纳米管(CNT)阴极电子发射的成组控制。借助玻璃粉封接技术,研究了三极结构场致发射显示器件(FED)的封装和测试。结果表明,CNT-FED器件显示亮度高,阳极电压为1.6kV时,其最大亮度达710cd/m2;栅控特性良好,开启电压约为315V;显示的静态字符发光图像不仅证实了该器件的矩阵寻址功能已经实现,且具有良好的图形显示功能。     

一种有机薄膜器件的制备及电存储特性

研究了一种金属/有机物/金属夹层结构有机薄膜器件的可逆电双稳特性.器件的阳极和阴极分别为真空热蒸发沉积的Ag和Al薄膜,中间介质层为真空热蒸发沉积的2-(hexahydropyrimidin-2-ylidene)-malononitrile(HPYM)有机薄膜.器件起始状态为非导通态,在大气环境下,可用正、反向电场进行信号的写入和擦除,表现为极性记忆特性.通过自然氧化的方法在底电极Al表面形成一层Al2O3薄膜层后,可使器件在不同的正向电压脉冲作用下达到不同的导电态,具有一定的多重态存储特性.同时,研究了不同的电极组合对器件电性能的影响,并通过紫外-可见吸收光谱以及喇曼光谱对器件界面进行表征.     

Efficient white organic light-emitting device based on a thin layer of hole-transporting host with rubrene dopant

A white organic light-emitting device (WOLED) in which a yellow fluorescent dye, rubrene (5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene), is doped into a thin layer of traditional hole-transporting material NPB {4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl} is fabricated. The device has a simple structure of indium tin oxide (ITO)/CuPc/NPB/NPB: 0.7 wt.% rubrene/TPBI/lithium fluoride (LiF)/Al, where CuPc (copper phthalocyanine) and TPBI {2,2′,2″-(1,3,5-benzenetriyl)tris[1-phenyl-1H-benzimidazole]} are used as the hole-injecting layer and electron-transporting and hole-blocking layer, respectively. The device exhibits peak efficiency of 3.7 cd/A (2.1 lm/W) at 5.5 V and maximum brightness of 8200 cd/m² at 20 V. The Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) coordinates of (0.291, 0.303) are determined at 6 V. When the bias increased from 6 V to 14 V, the colour coordinates shifted only by 2%, which is presumably related closely to the thickness of the doped NPB layer. Besides, the electroluminescent (EL) efficiency can also be improved by decreasing the thickness of the doped NPB layer. The mechanisms of generating stable white colour and improving EL performances are also discussed.     

RF-MBE生长的高Al势垒层AlGaN/GaN HEMT结构

采用RF-MBE技术,在蓝宝石衬底上生长了高Al组分势垒层AlGaN/GaN HEMT结构.用三晶X射线衍射分析得到AlGaN势垒层的Al组分约为43%,异质结构晶体质量较高,界面比较光滑.变温霍尔测量显示此结构具有良好的电学性能,室温时电子迁移率和电子浓度分别高达1246cm2/(V·s)和1.429×1013cm-2,二者的乘积为1.8×1016V-1·s-1.用此材料研制的器件,直流特性得到了提高,最大漏极输出电流为1.0A/mm,非本征跨导为218mS/mm.结果表明,提高AlGaN势垒层Al的组分有助于提高AlGaN/GaN HEMT结构材料的电学性能和器件性能.     

一种新型结构的InGaP/GaAs负阻异质结晶体管

利用硅双基区晶体管（DUBAT）产生负阻的原理,针对HBT器件结构和MBE材料结构的特点,设计并研制出一种基区刻断结构的负阻型HBT (NDRHBT) . 经过特性和参数测试,证明此种NDRHBT具有显著的微分负阻效应,并发现负电流区负阻效应和光照可改变其I-V特性,器件模拟结果和测试结果基本一致.     

Development of a triangular-plate MEMS tunable capacitor with linear capacitance-voltage response

This paper introduces a modified structure for parallel-plate-based MEMS tunable capacitors. The capacitor has triangular electrodes with geometric and structural asymmetry, which enhances its performance. The device structure is also equipped with a set of cantilever beams between capacitor’s electrodes, called middle beams. These beams provide extra stiffness as tuning voltage increases and delay the pull-in which results in a higher tunability. They also reduce the high sensitivity of the capacitance to the voltage change and linearize the C-V response. An analytical model is developed to optimize the capacitor’s dimensions for maximum linearity of the response. Numerical simulations demonstrate tunabilities over 150% where more than 2/3 of which is highly linear. Capacitors fabricated with PolyMUMPs verify that the design technique proposed in this paper can improve the linearity of the device and increase the maximum tunability. The proposed design has a simple geometry and is fabricated using three structural layers, and therefore, it can be easily integrated in tunable filters or other RF circuits.     

一种新型插层结构的有机电致发光器件

报道了一种新型插层结构的有机电致发光器件(OLED),LiF(1 nm)/Al(5 nm)插层作为半反射镜,与LiF(1 nm)/Al(100 nm)作为全反射镜面的阴极构成平面Fabry-Perot(F-P)型微腔,所用发光层材料为Zn(salen),器件的结构为:ITO/CuPc/NPD/Zn(salen)/Liq/LiF/Al/CuPc/NPD/ Zn(salen)/Liq/LiF/Al,其最大发光亮度和电流效率分别达674 cd/m2 和 2.61 cd/A,半峰宽(FWHM)为48 nm.与传统结构器件相比,色纯度、发光亮度和发光效率等性能指标均得到了优化.     

三端自由高压LDMOS器件设计

应用RESURF原理，设计了三端自由的高压LDMOS器件。采用虚拟制造技术，分析比较了多种结构，对器件结构进行了优化。设计了与常规CMOS兼容的高压器件结构的制造方法和工艺。采用虚拟制造，得到NMOS和PMOS虚拟器件，击穿电压分别为350V和320V。