基于SiGe／Si的空穴型共振隧穿二极管

用GS400高真空外延设备制备了空穴型双势垒单势阱共振隧道二极管，常温(293K)直流测试数据为PVCR(峰谷电流比)=1．13，Jp(峰值电流)=1．589kA／cm^2，对应的低温(77K)脉冲测试数据为PVCR=1．24，Jp=1．086kA／cm^2，两种情况下，较低的PVCR可归结为Ge2Si1-x／Si异质结构本身的能级特性和热效应。

硅基隧穿二极管

隧穿二极管是一种很有前途的基于带隙工程的异质结构量子器件,其电流电压(I-V)曲线中所呈现的微分负阻特性能够用于开发多种不同的电路功能。在最近的研究中,空穴型双势垒单势阱共振隧穿二极管得到了实现,为Si1-xGex/Si异质结隧穿二极管器件的改进和电路应用打下了良好的基础。

空穴型Si/SiGe共振隧穿二极管及其直流参数提取

共振隧穿二极管因其特有的负微分电阻特性,成为一种很有前途的基于能带工程的异质结构量子器件。采用超高真空外延技术,以p型重掺杂硅为衬底生长出以4nm厚Si0.6Ge0.4层为空穴量子阱、以4nm厚Si层为空穴势垒的双势垒单量子阱结构。然后用常规半导体器件工艺制成了空穴型共振隧穿二极管。在室温下对面积为8μm×8μm的共振隧穿二极管进行测量,其峰值电流密度为45.92kA/cm2,电流峰谷比为2.21。根据测量得到的电流电压特性考虑串联电阻的影响,提取出共振隧穿二极管的直流参数。可以利用这些参数将共振隧穿二极管的直流模型加入SPICE电路模拟软件器中进行共振隧穿二极管电路设计。