共振隧穿器件的研制及模擬研究.pdf

1、共振隧穿器件是新一代的化合物半導(dǎo)體器件。本論文開展了對共振隧穿二極管(RTD)和共振隧穿三極管(RTT)器件的研制和模擬的研究工作，成功研制出四種類型的共振隧穿器件，同時對器件模擬和器件模型、器件測試與可靠性分析、邏輯電路實現(xiàn)等幾個方面進(jìn)行了深入的研究。創(chuàng)新性工作主要包括以下幾個方面：
　　 1.器件設(shè)計和研制方面，成功研制出GaAs基臺面型RTD器件，其電流峰谷比(PVCR)室溫下達(dá)到4.2；提出兩種平面型RTD的器件結(jié)構(gòu)——

2、注硼型平面RTD和深刻槽型平面RTD，并在國內(nèi)首次研制成功GaAs基注硼型平面型RTD器件，其PVCR室溫下達(dá)到3.5；設(shè)計并研制成功GaAs基肖特基柵型RTT器件(SGRTT)和RTD；HEMT串聯(lián)型RTT器件，測量肖特基柵型RTT的柵極電壓對峰值電流調(diào)控能力達(dá)到7mS，RTD/HEMT串聯(lián)型RTT的柵極電壓對峰值電壓調(diào)控能力在1.5-7.7范圍之間；
　　 2.在器件模擬方面，利用ATLAS軟件實現(xiàn)了臺面RTD和單向載流子傳

3、輸光電二極管(UTC-PD)單片集成的模擬研究；完成對臺面型RTD、注硼型平面RTD、深刻槽型平面RTD、肖特基柵型RTT等器件的器件模擬，研究了每種器件的結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對器件電學(xué)特性的影響，包括發(fā)射極面積、發(fā)射極濃度、勢壘厚度等；通過器件模擬研究了肖特基柵型RTT器件在不同偏壓情況下Ⅰ-Ⅴ特性的差異；
　　 3.在電路應(yīng)用方面，成功實現(xiàn)了基于RTD器件的單穩(wěn)-雙穩(wěn)邏輯轉(zhuǎn)換單元電路(MOBILE)和柔性邏輯門電路，通過對電路邏輯

4、功能的測試證實以上電路可以用少量器件實現(xiàn)多種邏輯功能，包括與、與非、或、或非等邏輯；首次提出肖特基柵型RTT器件的電路模型以及RTT類器件的反相器統(tǒng)一模型；
　　 4.在器件的測試與可靠性方面，用變溫法、外加電阻法、電橋法等多種方法測量RTD器件的串聯(lián)電阻，對比并分析了幾種測量方法的特點以及對串聯(lián)電阻測量結(jié)果存在的影響；對臺面型RTD進(jìn)行了失效分析實驗，初步完成了包括γ射線輻照、高強(qiáng)度電脈沖等應(yīng)力作用下RTD器件的可靠性分析，結(jié)