室温下高峰谷电流比、高峰电流密度的双势垒共振隧穿二极管

在半绝缘GaAs衬底上制作了AlAs/GaAs/In0.1Ga0.9As/GaAs/AlAs双势垒共振隧穿二极管.在GaAs层中加入In0.1Ga0.9As层用以降低势垒两边的势阱深度,从而提高了器件的峰谷电流比和峰电流密度.为了减小器件的接触电阻和电流的非均匀性,使用了独特形状的集电极,总的电流密度也因此提高.薄栅也有助于提高器件的PVCR和峰电流密度.在室温下测得其峰谷电流比高达13.98,峰电流密度大于89kA/cm2.     

室温下高峰谷电流比、高峰电流密度的双势垒共振隧穿二极管

在半绝缘GaAs衬底上制作了AlAs/GaAs/In0.1Ga0.9As/GaAs/AlAs双势垒共振隧穿二极管.在GaAs层中加入In0.1Ga0.9As层用以降低势垒两边的势阱深度,从而提高了器件的峰谷电流比和峰电流密度.为了减小器件的接触电阻和电流的非均匀性,使用了独特形状的集电极,总的电流密度也因此提高.薄栅也有助于提高器件的PVCR和峰电流密度.在室温下测得其峰谷电流比高达13.98,峰电流密度大于89kA/cm2.     

不同偏压温度下非对称三势垒透射系数的模拟计算

非对称多势垒可获得比双势垒更大的共振隧穿电流及更良好的峰谷比。通过分析单电子对任意势垒透射的理论模型,建立了任意非对称三势垒模型,研究了不同偏压和温度对透射系数的影响,并得出结论,为进一步设计非对称量子器件提供理论指导。     

不对称双势垒结构中的非共振磁隧穿现象

本文系统研究了不对称GaAs/AlAs双势垒共振隧穿结构中非共振磁隧穿谱在正反偏压方向上的特征差异,并且用渡越电子沿正反方向隧穿通过双势垒结构时在势阱中停留时间的不同合理解释了实验结果。     

纳米电子器件及其集成

对基于Top-Down加工技术的纳米电子器件如:单电子器件、共振器件、分子电子器件等的研究现状、面临的主要挑战等进行了讨论.采用CMOS兼容的工艺成功地研制出单电子器件,观察到明显的库仑阻塞效应;在半绝缘GaAs衬底上制作了AlAs/GaAs/In0.1 Ga0.9As/GaAs/AlAs双势垒共振隧穿二极管,采用环型集电极和薄势垒结构研制的共振隧穿器件,在室温下测得其峰谷电流比高达13.98,峰电流密度大于89kA/cm2;概述了交叉阵列的分子存储器的研究进展.     

DBRTD直流特性的水动力学模拟

利用ISE软件的水动力学模型对不同材料结构的AlAs／GaAs／inGaAs双势垒共振隧穿二极管（DBRTD）直流特性进行了模拟。当势垒厚度、势垒高度、子阱厚度、间隔层厚度、掺杂浓度改变时。可以观察到DBRTD直流特性也随之改变。采用薄的子阱厚度、高的掺杂浓度以及恰当的间隔层厚度、势垒厚度和高度,可以提高RTD器件的峰谷电流比（PVCR）和峰电流密度,从而满足实际应用的需要。     

纳米电子器件及其集成

对基于Top-Down加工技术的纳米电子器件如:单电子器件、共振器件、分子电子器件等的研究现状、面临的主要挑战等进行了讨论.采用CMOS兼容的工艺成功地研制出单电子器件,观察到明显的库仑阻塞效应;在半绝缘GaAs衬底上制作了AlAs/GaAs/In0.1 Ga0.9As/GaAs/AlAs双势垒共振隧穿二极管,采用环型集电极和薄势垒结构研制的共振隧穿器件,在室温下测得其峰谷电流比高达13.98,峰电流密度大于89kA/cm2;概述了交叉阵列的分子存储器的研究进展.     

纳米电子器件及其集成

对基于Top-Down加工技术的纳米电子器件如：单电子器件、共振器件、分子电子器件等的研究现状、面临的主要挑战等进行了讨论. 采用CMOS兼容的工艺成功地研制出单电子器件，观察到明显的库仑阻塞效应；在半绝缘GaAs衬底上制作了AlAs/GaAs/In0.1Ga0.9As/GaAs/AlAs双势垒共振隧穿二极管,采用环型集电极和薄势垒结构研制的共振隧穿器件，在室温下测得其峰谷电流比高达13.98，峰电流密度大于89kA/cm2；概述了交叉阵列的分子存储器的研究进展.     

高峰谷电流比的高掺杂发射区In0.53Ga0.47As/AlAs共振隧穿二极管

利用空气桥工艺设计和制作了高掺杂发射区In0.53Ga0.47As/AlAs共振隧穿二极管（RTD）。在室温下,器件的峰谷电流比大于40,峰值电流密度为24kA/cm2。建立了RTD器件等效电路模型,并从直流和微波测试结果中提取出器件参数。高峰谷电流比的RTD器件具有非常小的电容,有利于在微波/太赫兹领域中的应用。     

室温下nc-Si/SiO2多层膜结构中的共振隧穿现象

采用等离子体淀积和原位氧化技术,并结合后续的热退火处理制备了nc-Si/SiO2 多层膜结构。通过电流电压特性对室温下器件中的载流子输运过程进行了表征。在正向和反向偏压下的电流电压特性曲线中都表现出了由于共振隧穿引起的负微分电导。共振隧穿产生的峰值电流对应的电压值与器件结构中的势垒层厚度相关,势垒层越厚,发生隧穿的峰值电压越高。文中通过器件的能带结构简图和等效电路图对正向、反向偏压下的共振隧穿峰值电压差异进行了细致的分析。     

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.     

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.     

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。     

High performance aluminum arsenic intraband resonant microwave devices

We report on GaAs/AlAs triple-barrier quantum well intraband (TBQWI) heterostructures grown by molecular beam epitaxy (MBE) on n⁺ GaAs substrate. Heterostructure quality was evaluated by X-ray diffraction and photoluminescence spectrum measurements. The position of the broad peak near 65.84° corresponds well to the diffraction from the (4 0 0) face of AlAs layers assuming intensity of total AlAs spacers and barriers. The 10K photoluminescence (PL) data has a strong peak at 8140 Å. The PL spectrum is dominated by a sharp peak centered at the emission energy of 1.52 eV attributed to the energy of e1-hh bond exciton of GaAs layer. TBQWI heterostructures were grown and processed into resonant tunneling diode (RTD). Room temperature electrical measurement of the TBQWI RTD yielded maximum peak to valley current ratio (PVCR) of 120 with peak current density (J_p) of 2.1 kA/cm². The high PVCR of this GaAs/AlAs TBQWI RTD is, to the better of our knowledge, one of the higher PVCRs obtained in any intraband tunnel device.     

Fabrication of an AlAs/In0.53Ga0.47As/InAs Resonant Tunneling Diode on InP Substrate for High-Speed Circuit Applications

在InP衬底上采用感应耦合等离子体刻蚀技术制备了高性能的AlAs/In0.53Ga0.47As/InAs共振隧穿二极管.正向偏压下PVCR=7.57,Jp=39.08kA/cm2;反向偏压下PVCR=7.93,Jp=34.56kA/cm2.在未去除测试电极和引线等寄生参数影响下,面积为5μm×5μm的RTD的阻性截止频率为18.75GHz.最后对非对称的I-V特性进行了分析讨论.     

用于高速电路的InP基共振隧穿二极管制作

在InP衬底上采用感应耦合等离子体刻蚀技术制备了高性能的AlAs/In0.53Ga0.47As/InAs共振隧穿二极管.正向偏压下PVCR=7.57,Jp=39.08kA/cm2;反向偏压下PVCR=7.93,Jp=34.56kA/cm2.在未去除测试电极和引线等寄生参数影响下,面积为5μm×5μm的RTD的阻性截止频率为18.75GHz.最后对非对称的I-V特性进行了分析讨论.     

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.