8nm基区宽度负阻双异质结晶体管的设计与研制

本文利用分子束外延(MBE)技术能精确控制外延层厚度的特点,与选择性腐蚀技术相结合,实现了纳米级超薄基区宽度.利用集电极电压VCE调制中性基区宽度可以改变基极电阻,从而产生微分负电阻(NDR),根据这一物理机制,设计并研制成功性能优良的8 nm基区n-InGaP/P+-GaAs/n-InGaP负阻双异质结晶体管(NDRDHBT).该器件显示出基极电压VBE调制的"∧"型负阻集电极电流IC-集电极电压VCE特性,电流峰谷比(PVCR)趋于无穷大;表征基极电压调制电流能力的峰值电流跨导ΔIP/ΔVBE高达11.2 ms;击穿电压达到12 V,可用于高频振荡调制和高速数字电路.

用电阻补偿效应分析RTD表观正阻产生的物理机制

表观正阻是RTDI-V特性上峰值电压VP大于谷值电压VV的现象。以前的观念认为它来源于RTD和其负载电阻RL构成的锁定单元,但未阐明负载电阻产生的物理过程。对表观正阻现象产生的物理机制进行了更进一步的研究,发现了RTD串联电阻增大时形成RL/RTD锁定单元的物理过程,为建立APR的物理模型奠定了基础。

RTD串联电阻和峰值电压随温度变化的测量与分析

对GaAs基共振隧穿二极管(RTD)的I-V特性随温度(T)的变化进行了系统测量,并基于此I-V特性,采用第一正阻区斜率法和第二正阻区I-V特性法测量了RTD的直流串联电阻(Rs)。分析、比较了两种方法各自的特点,发现Rs随T的降低开始阶段增大,随着T进一步降低趋于一定值或略有升高后趋于一定值。结合峰值电流(Ip)和有效起始电压(Vi)随T的变化规律解释了峰值电压(Vp)随T的降低移向高电压的现象。

共振隧穿二极管的直流变温特性

优化设计了GaAs／InGaAs／A1As双势垒异质结构，采用台面工艺实现了RTD的器件制备，在3～350K温度范围内对器件的直流特性进行了测试分析。实验结果表明，受热电子发射电流的影响，当测试温度T〉77K时，GaAs基RTD的直流特性参数随温度变化显著；而当T％77K后，器件直流特性趋于饱和。基于实验数据外推的最高工作温度和极限负阻温度分别为370K和475K。

共振隧穿二极管I-V特性变温模型的建立

首先采用基于物理参数的I-V方程RTD模型，利用Matlab软件对300K下的共振隧穿二极管（RTD）I-V特性数据拟合，建立一定温度下的物理参数I-V方程RTD模型。然后在此基础上，针对150～350K温度范围内RTD I-V特性数据，利用Matlab软件拟合得到不同温度下的拟合参数，通过分析拟合参数与温度的关系，初步建立了RTD的I-V特性变温模型。