GeSi/Si共振隧穿二极管

GeSi/Si共振隧穿二极管主要包括空穴型GeSi/SiRTD、应力型GeSi/SiRTD和GeSi/Si带间共振隧穿二极管三种结构。着重讨论了后两种GeSi/Si基RTD结构;指出GeSi/Si异质结的能带偏差主要发生在二者价带之间(即ΔEv>ΔEc),形成的电子势阱很浅,因此适用于空穴型RTD的研制;n型带内RTD只有通过应力Si或应力GeSi来实现,这种应力型RTD为带内RTD的主要结构;而带间GeSi/SiRITD则将成为更有应用前景的、性能较好的GeSi/SiRTD器件结构。     

InP中的深能级杂质与缺陷

综述了近年来关于InP中深能级缺陷和杂质的研究工作。讨论了深能级杂质及缺陷对InP材料性能的重要影响;介绍了深能级瞬态谱(DLTS)、光致发光谱(PL)、热激电流谱(TSC)、正电子寿命谱(PAS)、正电子深能级瞬态谱(PDLTS)等几种研究深中心的方法在研究InP时的某些特点;综合深能级缺陷和电学性质的测试结果,证明了半绝缘InP单晶材料的电学性能、热稳定性、均匀性等与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关;分析了对掺铁和非掺退火两种半绝缘InP材料中深能级缺陷对电学补偿的影响;评述了对InP中的一些深中心所取得的研究成果和半绝缘InP的形成机理。     

InP基共振隧穿二极管太赫兹振荡器的设计与实现

利用InP基共振隧穿二极管（RTD）和加载硅透镜的片上天线设计实现了超过1 THz的振荡器。采用Silvaco软件对RTD模型进行仿真研究,分析了不同发射区掺杂浓度、势垒层厚度、隔离层厚度以及势阱层厚度等对器件直流特性的影响规律。对研制的RTD器件直流特性测试显示：峰值电流密度Jp为359.2 kA/cm²,谷值电流密度Jv为135.8 kA/cm²,峰谷电流比PVCR为2.64,理论计算得到的器件最大射频输出功率和振荡频率（fmax）分别为1.71 mW和1.49 THz。利用透镜封装的形式对采用Bow-tie片上天线和RTD设计的太赫兹振荡器进行封装,测试得到振荡频率超过1 THz,输出功率为2.57μW,直流功耗为8.33 mW,是国内首次报道超过1 THz的振荡器。     

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。     

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。     

纳米电子器件-高峰值峰谷电流比InP基共振隧穿二极管的实现

利用分子束外延技术研制出InP基IhAs/In0.53Ga0.47As/AlAs共振隧穿二极管,其中势垒为10个单分子AlAs,势阱由8个单分子层In0.53Ga0.47As阱和4个单分子层InAs子阱组成.室温下峰值电流密度接近3kA/cm2,峰和谷的电流密度比率达到19.     

纳米电子器件-高峰值峰谷电流比InP基共振隧穿二极管的实现

利用分子束外延技术研制出InP基IhAs/In0.53Ga0.47As/AlAs共振隧穿二极管,其中势垒为10个单分子AlAs,势阱由8个单分子层In0.53Ga0.47As阱和4个单分子层InAs子阱组成.室温下峰值电流密度接近3kA/cm2,峰和谷的电流密度比率达到19.     

RTD与HEMT在InP衬底上的单片集成

在半绝缘的50nm InP衬底上采用分子束外延的方法生长了RTD与HEMT的集成材料结构.RTD室温下峰谷电流比最高达到18.39,阻性截止频率大于20.05GHz.栅长为1μm的HEMT截止频率为19.8GHz,最大跨导为237mS/mm.由多个RTD串联形成的多峰值逻辑以及HEMT栅压调节RTD电流的特性也得以验证.     

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.     

InP基RTD太赫兹振荡源及其应用研究进展

紧凑和相干的太赫兹源是太赫兹应用的关键组成,共振隧穿二极管(RTD)是目前振荡频率最高的电子学器件,RTD太赫兹振荡源具有结构紧凑、功耗低、室温工作、有一定输出功率、易集成、覆盖频率较宽等优点。InP基RTD太赫兹振荡源在600 GHz左右的频段内输出功率可达百微瓦量级,可见报道的最高振荡频率为1.92 THz,输出功率0.4 μW。RTD振荡源的输出功率可以通过偏置电压进行直接调制,使得其在高容量短距离的太赫兹通信系统中具有很大的优势。目前,InP基RTD太赫兹振荡源成为太赫兹源领域的研究热点。     

半绝缘InP中深能级缺陷对电学性质的影响和缺陷的控制

综合深能级缺陷和电学性质的测试结果,证明了半绝缘InP单晶材料的电学性能、热稳定性、均匀性等性能与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关.通过分析深能级缺陷产生的规律与热处理及生长条件的关系,给出了抑制缺陷产生,提高材料质量的途径.对缺陷的属性与形成机理进行了分析讨论.     

半绝缘InP中深能级缺陷对电学性质的影响和缺陷的控制

综合深能级缺陷和电学性质的测试结果,证明了半绝缘InP单晶材料的电学性能、热稳定性、均匀性等性能与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关.通过分析深能级缺陷产生的规律与热处理及生长条件的关系,给出了抑制缺陷产生,提高材料质量的途径.对缺陷的属性与形成机理进行了分析讨论.     

GaN中杂质和缺陷的特性

主要描述了ＧａＮ中施主和受主杂质的能级、氢在掺杂中的作用以及空位的某些特性，同时讨论了该领域未来的研究趋向。关键词     

In0.53Ga0.47As／InP异质结光电二极管的深能级

采用深能级瞬态谱仪（ＤＬＴＳ）测定了Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ／ＩｎＰ异质结光电二极管的ＤＬＴＳ谱。发现存在一电子陷阱，该陷阱能级位于导带底以下０．４４ｅＶ处，能级密度为３．１０×１０１３ｃｍ－３，电子俘获截面为１．７２×１０－１２ｃｍ－２。由于深能级的存在，导致了该器件存在一种新的“暗电流”──“深能级协助隧穿电流”。     

Deep centers in undoped semi-insulating InP

Undoped semi-insulating (SI) InP samples, subjected to one-step and multi-step wafer annealing, and lightly and normally Fe-doped SI InP samples without annealing have been characterized by thermally stimulated current (TSC) spectroscopy. A dominant deep center at 0.63 eV is found in all samples and is undoubtedly due to iron. Two prominent TSC traps, T_b (0.44 eV) and T_d (0.33 eV), found in undoped SI InP, are thought to be related to the phosphorus antisite P_In, and traps at low temperatures, like T_e* (0.19 eV), to the phosphrus vacancy V_P.     

Deep hole traps in VPE p-type InP

Deep hole traps were investigated in vapour phase epitaxial p-type InP by transient capacitance spectroscopy. A total of five hole traps were observed with activation energies of 0.09, 0.22, 0.29, 0.41 and 0.50 eV in Al-InP Schottky barriers and p-n+ junctions. Trap concentrations ranged from 1013 to 1014 cm?3.     

等电子杂质Sb对InP中缺陷的影响

用光致发光和正电子湮没技术研究了掺Sb InP单晶的“本征缺陷”。发现元素Sb的掺入导致磷空位(V_p)或者是V_p与杂质络合物的光致发光峰消失。用正电子湮没技术的测量也表明掺Sb的InP晶体中单空位浓度有所降低,两种方法测量的结果对应得很好。我们认为InP中掺Sb能有效地降低晶体中的本征缺陷。     

不同熔体配比InP材料中的缺陷研究

采用原位磷注入合成法在高压单晶炉内分别合成了富铟、近化学配比、富磷的InP熔体,利用液封直拉法(LEC)分别从不同化学计量比条件下的InP熔体中生长InP单晶材料.对材料分别进行了室温Hall,变温Hall的测试.结果表明富磷熔体条件下具有较高浓度的VInH4复合体,富铟熔体条件VInH4的浓度最低.     

非掺及掺铁磷化铟中的残留施主缺陷

用辉光放电质谱(GDMS)测量了原生液封直拉(LEC)磷化铟(InP)的杂质含量.利用霍尔效应测到的非掺LEC-InP的自由电子浓度明显高于净施主杂质的浓度.在非掺和掺铁InP中都可以用红外吸收谱测到浓度很高的一个氢-铟空位复合体施主缺陷.这个施主的浓度随着电离的铁受主Fe2+浓度的增加而增加.这些结果表明半绝缘体中氢-铟空位复合体施主缺陷的存在对铁掺杂浓度和电学补偿都有重要影响.