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器件尺寸对RTD性能的影响 张晓昕+曾一平王保强朱占平 中国科学院半导体所新材料部北京912信箱100083 E·mail+：xxzhang@red．semi．ac．cn 摘要由于共振隧穿二极管(RTD)在超高频方面的优异性能，近年来得到了广泛的重视。 本文通过对InGaAs／AIAs材料的不同尺寸共振隧穿二极管(RTD)的研究，发现对 于不同峰谷比和峰值电流密度，通过调整器件尺寸，可以得到符合性能要求的RTD。 关键词分子束外延(MBE)共振隧穿二极管(RTD)尺寸 1引言 象“’。在随后的二十多年里，由于RTD的优异的高频性能，受到了广泛的重视和研究。当今 国外在RTD方面的研究已经集中在RTD与其他器件的集成，以及器件制作上‘2卜巧’。在国内， 由于生长技术的原因，这方面的研究发展一直比较缓慢，近几年才有所突破，但还处于RTD 单管的制作方面。 衡量RTD器件性能主要有两个重要的指标，一是峰谷比，即在负阻区的峰值与峰谷电流 之比，二是峰值电流密度，它的高低是RTD串联电阻和电容的综合指标。要得到优异性能的 RTD，这两个指标都必须尽量高。尺寸是影响当今集成电路的重要因素之一，同样它对RTD 及其集成器件也同样有很重要的影响。本文主要研究了器件尺寸对RTD性能的影响。 2材料的生长与结构 这样的结构能得到较高的势垒和较深的势阱，从而更容易得到好的性能的RTD。具体结构尺 II的MBE上生长的。器件的加工版图为图l。欧姆接触合金化 寸如表1。样品是在EPI．GEN 3实验结果与讨论 u的 四个尺寸不同的电极，得到的I-V曲线为图2，其中最大的峰谷比出现在电极为12 RTD上，峰谷比为1．3。小尺寸的RTD更容易得到高的峰谷比，可能是因为小尺寸的RTD产 875 生的热量少，而RTD对热极其敏感，另一个原因可能是随着尺寸的减小，使共振隧穿的电子 在横向上的边界条件有所变化的缘故。 结构 厚度(A) 浓度 n+GaAs 3000 ～1．5×10ZScm‘3 Cap i-GaAs lOO AIAs 25 lno 80 3Gao7As AlAs 25 j．GaAs lOO n十-GaAs 5000 。1．5×1019cm’3 n．GaAs 图1器件版图 表一RTD材料结构图 峰值和峰谷电压随尺寸的增大而增大(如图3)。峰值与峰谷电流随尺寸的增大而增大(如 图4)。这都是因为随着器件面积韵变大，使RTD的串联电阻和电容都有所变化的原因。 峰值与峰谷电流不是随尺寸的单调增大或减小，而是在某一数值达到最大值(如图5)。 4