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.     

InP材料体系RTD的研制

报道了InP衬底AlAs /In0.53Ga0.47As/AlAs结构共振隧穿二极管(RTD)的研制过程.衬底片选用(001)半绝缘InP单晶片,结构材料使用分子束外延(MBE)技术制备,并用PL谱对外延片进行测试,器件采用台面结构.测得RTD器件室温下的峰谷电流比(PVCR)为7.4,峰值电流密度(Jp)为1.06×105A/cm-2,是国内首例成功的InP材料体系RTD.     

InP基共振遂穿二极管器件（RTD）研究

我们在实验中对InGaAs/AlAs/InP共振遂穿二极管（RTD）材料结构进行了优化设计,并用MBE设备在(100)半绝缘InP单晶片上生长了RTD外延材料。我们采用电子束光刻工艺和空气桥互连技术,制作了InP基RTD器件。并在室温下测试了器件的电学特性：峰值电流密度24.6kA/cm2,峰谷电流比(PVCR)为8.6。     

一种基于RTD和HEMT的单片集成逻辑电路

介绍了一种基于共振隧穿二极管(RTD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)的单片集成电路.采用分子束外延技术在GaAs底层上重叠生长了RTD和HEMT结构.RTD室温下的峰谷电流比为5.2∶1,峰值电流密度为22.5kA/cm2.HEMT采用1μm栅长,阈值电压为-1V.设计电路称为单稳态-双稳态转换逻辑单元(MOBILE).实验结果显示了该电路逻辑运行成功,运行频率可达2GHz以上.     

一种基于RTD和HEMT的单片集成逻辑电路

介绍了一种基于共振隧穿二极管(RTD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)的单片集成电路.采用分子束外延技术在GaAs底层上重叠生长了RTD和HEMT结构.RTD室温下的峰谷电流比为5.2∶1,峰值电流密度为22.5kA/cm2.HEMT采用1μm栅长,阈值电压为-1V.设计电路称为单稳态-双稳态转换逻辑单元(MOBILE).实验结果显示了该电路逻辑运行成功,运行频率可达2GHz以上.     

InP衬底AlAs/In0.53Ga0.47As RTD的研制

报道了InP衬底AlAs/In0.53Ga0.47As/AlAs两垒一阱结构共振隧穿二极管(RTD)器件的研制.结构材料由分子束外延制备,衬底片为(001)半绝缘InP单晶片,器件制作选用台面结构.测得室温下的峰值电流密度为1.06×105 A/cm2,峰-谷电流比为7.4,是国内报道的首例InP材料体系RTD器件.     

InP衬底AlAs/In0.53Ga0.47As RTD的研制

报道了InP衬底AlAs/In0.53Ga0.47As/AlAs两垒一阱结构共振隧穿二极管(RTD)器件的研制.结构材料由分子束外延制备,衬底片为(001)半绝缘InP单晶片,器件制作选用台面结构.测得室温下的峰值电流密度为1.06×105 A/cm2,峰-谷电流比为7.4,是国内报道的首例InP材料体系RTD器件.     

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。     

Monolithic HEMT-HBT integration by selective MBE

We have achieved successful monolithic integration of high electron mobility transistors and heterojunction bipolar transistors in the same microwave circuit. We have used selective molecular beam epitaxy and a novel merged processing technology to fabricate monolithic microwave integrated circuits that incorporate both 0.2 μm gate-length pseudomorphic InGaAs-GaAs HEMTs and 2 μm emitter-width GaAs-AlGaAs HBTs. The HEMT and HBT devices produced by selective MBE and fabricated using our merged HEMT-HBT process exhibited performance equivalent to devices fabricated using normal MBE and our baseline single-technology processes. The selective MBE process yielded 0.2 μm HEMT devices with g_m=600 mS/mm and f_T=70 GHz, while 2×10 μm² HBT devices achieved β>50 and f_T=21.4 GHz at J_c=2×10⁴ A/cm². The performance of both a 5-10 GHz HEMT LNA with active on-chip HBT regulation and a 20 GHz Darlington HBT amplifier are shown to be equivalent whether fabricated using normal or selective MBE     

平面型RTD与BJT构成的串联单元特性分析

采用了n+-GaAs衬底和硼离子注入的新型工艺实现了共振隧穿二极管(RTD)的平面化,解决了台面型RTD工艺的不足,得到常温电流峰谷比为2.51∶的平面型RTD(PRTD);利用高级设计系统ADS电路模拟和实验测量对PRTD与BJT串联单元的不同串联方式的电压-电流特性进行了深入分析。这一特性的研究对RTD与异质结双极晶体管(HBT)、MOSFET、高电子迁移率晶体管(HEMT)等三端器件的结合具有普遍意义。     

RF-MBE生长的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管特性

用射频分子束外延技术研制出了室温迁移率为1035cm2/(V·s),二维电子气浓度为1.0×1013cm-2,77K迁移率为2653cm2/(V·s),二维电子气浓度为9.6×1012cm-2的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管材料.用此材料研制的器件(栅长为1μm,栅宽为80μm,源-漏间距为4μm)的室温非本征跨导为186mS/mm,最大漏极饱和电流密度为925mA/mm,特征频率为18.8GHz.     

Static frequency divider featuring reduced circuit complexity byutilizing resonant tunneling diodes in combination with HEMTs

A static frequency divider constructed with resonant tunneling diodes (RTDs) in combination with HEMTs is proposed and demonstrated. The circuit complexity is reduced drastically. The proposed circuit is fabricated using InP-based RTD/HEMT monolithic integration technology. Proper operation is demonstrated at room temperature by a quasi-static test pattern. The circuit includes two sub-circuits which behave like D-latches. Each sub-circuit consists of only three components. This number of components is one fifth of that required to construct a D-latch using conventional SCFL technology. The strong nonlinear I-V characteristics of RTD's are fully utilized for this reduction     

Multiple-channel GaAs/AlGaAs high electron mobility transistors

Multiple-channel high electron mobility transistors (HEMT's) have been designed and fabricated on GaAs/AlGaAs heterostructural material grown by molecular beam epitaxy (MBE). The sheet carrier density of the two-dimensional electron gas (2-DEG) measured at 77 K was linearly proportional to the number of high mobility electron channels, and reached 5.3 × 10¹²cm^-2for six-channel HEMT structures. Depletion-mode devices of the double-heterojunction HEMT were operated between negative pinchoff voltage and forward-biased gate voltage without any transconductance degradation. A peak extrinsic transconductance of 360 mS/mm at 300 K and 550 mS/mm at 77 K has been measured for a 1-µm gate-length double-heterojunction enhancement-mode device. An extremely high drain current of 800 mA/mm with a gate-to-drain avalanche breakdown voltage of 9 V was measured on six-channel devices.     

MOCVD生长的SiC衬底高迁移率GaN沟道层AlGaN/AlN/GaN HEMT结构

用MOCVD技术在高阻6H-SiC衬底上研制出了具有高迁移率GaN沟道层的AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构材料,其室温和80K时二维电子气迁移率分别为1944和11588cm2/(V·s),相应二维电子气浓度为1.03×1013cm-2;三晶X射线衍射和原子力显微镜分析表明该材料具有良好的晶体质量和表面形貌,10μm×10μm样品的表面粗糙度为0.27nm.用此材料研制出了栅长为0.8μm,栅宽为1.2mm的HEMT器件,最大漏极饱和电流密度和非本征跨导分别为957mA/mm和267mS/mm.