GaAs基共振隧穿二極管的材料結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、共振隧穿二極管(RTD)是一種基于量子隧穿現(xiàn)象的兩端負(fù)阻納米電子器件，它以其特有的高頻，高速，負(fù)阻等優(yōu)勢特點(diǎn)成為了近年來微電子器件研究的熱點(diǎn)。目前國外在RTD高邏輯集成電路的設(shè)計(jì)、制造和測試等方面的研究已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，而國內(nèi)不管是在RTD的原理還是應(yīng)用研究上都還比較欠缺，制造出的RTD電子器件的性能還不是很理想。本論文以RTD的材料結(jié)構(gòu)特性的研究為基礎(chǔ)，以提高RTD傳感器性能為目的，設(shè)計(jì)了新的RTD材料結(jié)構(gòu)并進(jìn)行了傳感器的加工制造

2、，利用新結(jié)構(gòu)RTD傳感器的性能測試來進(jìn)行設(shè)計(jì)效果驗(yàn)證。
　　本論文主要介紹了RTD的新材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及以此制造的傳感器測試效果驗(yàn)證。首先從理論層次分析了RTD的隧穿原理和對隧穿過程產(chǎn)生影響的阱結(jié)構(gòu)、壘結(jié)構(gòu)等參數(shù)，通過分析參數(shù)改變對RTD的影響，以提高RTD器件負(fù)阻區(qū)域?qū)挾群徒档凸臑槟繕?biāo)設(shè)計(jì)了三種RTD對比層結(jié)構(gòu)，同時(shí)在RTD傳感器結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)了5μm×5μm、8μm×8μm、12μm×12μm、20μm×20μm四種敏感單元對比結(jié)構(gòu)

3、。針對這些設(shè)計(jì)進(jìn)行了I-V特性測試及不同發(fā)射極面積I-V測試、傳感器靈敏度特性測試、溫度特性測試和串并聯(lián)實(shí)驗(yàn)，對新結(jié)構(gòu)RTD的I-V特性及穩(wěn)定性進(jìn)行了重點(diǎn)研究。通過基本的I-V特性測試，得知通過適當(dāng)增加壘前阱的厚度，可以有效提高器件的負(fù)阻寬度并降低開啟電壓。其次通過不同發(fā)射極面積I-V測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知發(fā)射極面積越小的情況下，器件的I-V特性越好。最后通過傳感器靈敏度特性測試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了靈敏度和線性度的測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明RTD傳感器的靈敏度