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.     

器件模拟对AlGaAs/GaAs RTD的特性分析(英文)

使用SILVACO公司的器件模拟软件ATLAS对AlGaAs/GaAs共振隧穿二极管(RTD)进行了器件模拟,得到了不同结构的RTD的I-V特性曲线。对量子阱宽度、掺杂浓度、势垒宽度和高度对RTD的I-V特性的影响进行了详细的分析。     

器件模拟对AIGaAs／GaAs RTD的特性分析

使用SILVACO公司的器件模拟软件ATLAS对A1GaAs／GaAs共振隧穿二极管(RTD)进行了器件模拟，得到了不同结构的RTD的I-V特性曲线。对量子阱宽度、掺杂浓度、势垒宽度和高度对RTD的I-V特性的影响进行了详细的分析。     

GaAs基共振遂穿二极管的材料结构研究

用分子束外延技术在半绝缘GaAs衬底上生长了三种不同材料结构的RTD.主要针对阱结构进行了对比设计,然后对设计结构进行了常温下的I-V特性测试,测试结果中器件的PVCR值最高达到了6,V<,p>降低到了0.41 V.同时常温下测试了其中一种设计结构的敏感单元在四种不同发射极面积下的I-V特性曲线.最后对器件阱结构和发射...     

一种新材料结构的RTD器件的设计及实现

设计了一种带有Al0.22Ga0.78As/In0.15Ga0.85As/GaAs发射极空间层和GaAs/In0.15Ga0.85As/GaAs量子阱的共振隧穿二极管(RTD)材料结构,并且成功地制作了相应的RTD器件.在室温下,测试了RTD器件的直流特性,计算了RTD器件的峰谷电流比和可资电流密度.在分析器件特性的基础上,指出调整材料结构和优化工艺参数将进一步提高RTD器件的性能.     

快速热退火对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的修饰

应用快速热退火的方法将GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的峰值响应波长从7.7μm移动到8～14μm大气窗口内.通过测量单元器件的光电流谱、响应率和I-V特性,分析了快速热退火对GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器性能的影响.     

纳电子器件谐振隧道二极管的研制

采用分子束外延方法在砷化镓衬底上生长了双垒单阱结构,然后用常规半导体器件工艺制成了谐振隧穿二极管(RTD),有相当好的I-V特性.对于5μm×5μm的RTD器件,在室温条件下,测得其峰谷比最大可到7.6∶1,最高振荡频率大于26GHz.     

纳电子器件谐振隧道二极管的研制

采用分子束外延方法在砷化镓衬底上生长了双垒单阱结构,然后用常规半导体器件工艺制成了谐振隧穿二极管(RTD),有相当好的I-V特性.对于5μm×5μm的RTD器件,在室温条件下,测得其峰谷比最大可到7.6∶1,最高振荡频率大于26GHz.     

双势垒量子阱薄膜力电耦合特性实验

用分子束外延方法在(001)GaAs衬底上生长了AlAs/InGaAs双势垒量子阱薄膜结构.介绍了量子阱薄膜在(110)与(110)方向单轴压应力作用下的力电耦合实验,测试出量子阱薄膜在室温下随着外加压力变化的I-V曲线.测试结果表明:量子阱薄膜I-V曲线的共振峰在(110)方向单轴应力作用下向正偏压方向漂移,在(110)方向应力作用下向负偏压方向偏移,并分析了量子阱薄膜力电耦合效应的物理成因.该结果与基于量子阱力电耦合特性的介观压阻理论的研究结果相吻合.     

双势垒量子阱薄膜力电耦合特性实验

用分子束外延方法在(001)GaAs衬底上生长了AlAs/InGaAs双势垒量子阱薄膜结构.介绍了量子阱薄膜在(110)与(110)方向单轴压应力作用下的力电耦合实验,测试出量子阱薄膜在室温下随着外加压力变化的I-V曲线.测试结果表明:量子阱薄膜I-V曲线的共振峰在(110)方向单轴应力作用下向正偏压方向漂移,在(110)方向应力作用下向负偏压方向偏移,并分析了量子阱薄膜力电耦合效应的物理成因.该结果与基于量子阱力电耦合特性的介观压阻理论的研究结果相吻合.     

基于Pspice的RTD等效模型及其应用电路研究

简要介绍了RTD(共振隧穿二极管)的微分负阻特性及其等效电路,通过对实际AlAs/InxGa1-xAs/GaAs双势垒共振隧穿结构I-V曲线拟合,得出RTD的Pspice等效电路模型参数。采用Pspice软件建立了RTD的等效电路模型,并对其微分负阻特性进行了仿真,仿真结果与测试结果基本吻合。利用所建立的模型,对RTD的基本应用电路:反相器、非门、与非门和或非门进行了仿真模拟。结果表明,该类电路能够正确实现其逻辑功能。最后,对基于RTD的振荡电路进行了仿真,仿真频率与实际测试频率处于同一数量级。由于实测电路寄生参数如串联电阻、电容等的影响,仿真结果与测试结果稍有出入。     

RTD的器件模型和模拟——共振隧穿器件讲座(9)

阐述了电路模拟在设计和研制大规模集成过程中的必要性和重要意义,器件模型在电路模拟中的重要性以及器件模拟与器件模型的关系;在器件模拟通用软件形成过程的基础上重点讨论了RTD的器件模型、器件模拟和电路模拟软件SPICE三个课题;介绍了基于物理参数I-V方程RTD模型和高斯函数、指数函数RTD直流模型;利用ATLAS器件模拟通用软件对RTD进行了器件模拟,得到了势垒和势阱宽度、E区掺杂浓度等对RTDI-V特性的影响;以包含RTD电路的SPICE电路模拟中的文字逻辑门为例,通过电路模拟验证了其逻辑功能,对设计该电路起到指导和参考作用。     

共振隧穿二极管的设计和研制

用分子束外延在半绝缘砷化镓上生长两垒一阱结构,制成RTD单管。经过材料生长设计、工艺设计和版图设计几方面的改进,测得最高振荡频率已达54GHz。     

改进型三值RTD量化器的设计

共振隧穿二极管RTD本身所特有的负阻微分特性使其成为天然的多值器件。介绍了三值RTD和三值RTD+HEMT的伏安特性以及三值RTD量化器和开关序列的工作原理,以RTD开关序列模型为指导思想设计出改进型三值RTD量化器电路,比原电路结构简单,仿真结果验证了设计的正确性。该设计方法不仅可以用于实现更简单和更灵活的三值RTD量化器,还能用于更高值的多值RTD逻辑电路的设计中。     

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。     

GaAs/GaAlAs异质结双极型微波晶体管的研制和性能

本文介绍了砷化镓-镓铝砷Npn异质结双极型晶体管的设计原理.分析了该管在高频特性、开关特性、温度特性方面超过Si平面管的潜在优越性.叙述了制管工艺与直流、高频和温度特性等实验结果.给出了一个细线条结构的Npn GaAs晶体管作为进一步考察高频和噪声性能的实例.理论计算表明:该管的最大振荡频率f_(max)可高达88GHz,在12GHz下的噪声系数为1.2dB.讨论了NpnGaAs平面晶体管和倒置晶体管的结构及其优点.最后比较了GaAs双极型管和GaAs MESFET的优缺点.     

InP基RTD特性的数值模拟研究

采用基于非平衡格林函数法(Non-equilibrium Green’s function,NEGF)量子输运模拟器WinGreen对InP基共振隧穿二极管(RTD)的输运特性进行了计算模拟,分析了Ga0.47In0.53As/AlAs以及富In组份势阱双势垒结构几何参数、散射参数、发射区和集电区掺杂浓度以及隔离层厚度对InP基RTD器件I-V特性的影响。模拟结果表明,采用富In组份的势阱有利于降低峰值电压,提高发射区掺杂浓度有利于增大峰值电流密度,而散射则会导致谷值电流增大,影响其负阻特性。     

RTD在压力下的弛豫振荡特性

报道了共振隧穿二极管(RTD)在压力下的弛豫振荡特性.采用Pspice 8.0软件仿真并设计了振荡电路,测得其振荡频率达200kHz.在(100)半绝缘(SI)GaAs衬底上利用分子束外延(MBE)技术生长了AlAs/InxGa1-xAs/GaAs双势垒共振隧穿结构(DBRTS),并采用Au/Ge/Ni/Au金属化和空气桥结构成功加工出了RTD.由于RTD的压阻效应,采用显微喇曼光谱仪标定所加应力大小,对RTD在加压条件下的振荡特性进行了研究,结果表明其弛豫振荡频率大致有-17.9kHz/MPa的改变量.