CN104733545A - 发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件 - Google Patents
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Abstract
一种发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，有由下至上依次形成的衬底、缓冲层和发射区电极接触层，发射区电极接触层上分别形成有发射区和发射区金属电极，发射区上由下至上依次形成有渐变In含量结构、发射区隔离层及渐变In含量结构、第一势垒、势阱、第二势垒、第一高In含量过渡层、第二高In含量过渡层、隔离层、集电区、集电区电极接触层和集电区金属电极。本发明采用发射区In含量的渐变结构，可有效降低峰值电压，从而增大输出功率。减小发射极面积，从而减小器件尺寸，减小寄生电容，由此可提高RTD的响应频率。因此，本发明响应频率高，输出功率大，制备容易，集成度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种RTD材料结构。特别是涉及一种发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件。
背景技术
共振隧穿二极管(RTD)是利用量子隧穿效应的一种新型纳米器件，最明显的特征是具有负阻特性，同时还具有高频、低电压、低功耗以及双稳和自锁等特点。基于以上诸多特点，RTD近年来在微波和毫米波振荡器、高速数字电路和高速光电集成电路中得到广泛应用，并大量应用于大容量通信和生物技术。随着器件设计的创新与成熟和工艺的发展，RTD构成的振荡器频率已达到太赫兹(THz)的范围。据最新报道，RTD器件的基波振荡频率在已经达到1.08THz。利用InP衬底，InGaAs/AlAs双势垒RTD与缝隙天线结构相结合技术，已研制出三次振荡谐波频率可达1.02THz的太赫兹波发生器。
RTD的设计包括材料结构设计、器件结构和工艺设计以及光刻掩模版图设计等。其中，材料结构设计是基础和关键，也是整个设计的起点。材料结构设计是根据器件研制指标要求进行的，其主要内容是确定采用分子束外延技术MBE生长的各层材料的成分、组分、厚度、掺杂剂和掺杂浓度等。
因此，一种能够提高RTD性能且易于制备，工业可操作性强的结构设计是实现RTD大规模应用的关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种响应频率高，输出功率大，制备容易，集成度高的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件。
本发明所采用的技术方案是：一种发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，包括有由下至上依次形成的衬底、缓冲层和发射区电极接触层，所述发射区电极接触层上分别形成有发射区和发射区金属电极，所述发射区上由下至上依次形成有渐变In含量结构、发射区隔离层及渐变In含量结构、第一势垒、势阱、第二势垒、第一高In含量过渡层、第二高In含量过渡层、隔离层、集电区、集电区电极接触层和集电区金属电极。
所述的衬底为半绝缘InP衬底，厚度为100－300μm。
所述的缓冲层和隔离层均是由In0.53Ga0.47As层构成，其中，所述缓冲层的厚度为200nm，所述隔离层的厚度为2nm。
所述的发射区电极接触层和集电区均是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，其中，所述发射区电极接触层的厚度为400nm，所述集电区的厚度为15nm。
所述的发射区是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；所述的渐变In含量结构是掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.5Ga0.5As层构成，厚度为4nm；所述的集电区电极接触层是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.7Ga0.3As层构成，厚度为8nm。
所述的发射区隔离层及渐变In含量结构是由In0.47Ga0.53As层构成，厚度为3nm；所述的势阱是由In0.8Ga0.2As层构成，厚度为4nm；第一高In含量过渡层是由In0.7Ga0.3As层构成，无掺杂，厚度为10nm；所述的第二高In含量过渡层是由In0.6Ga0.4As层构成，厚度为10nm。
所述的第一势垒和第二势垒均是由AlAs层构成，厚度均为1.2nm。
所述的集电区金属电极和发射区金属电极材质均为金属，厚度均为100－300nm。
本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，顺应高频大功率共振隧穿型振荡器RTO和高速RTD集成电路的发展要求，采用发射区In含量的渐变结构，可有效降低峰值电压，从而增大输出功率。减小发射极面积，从而减小器件尺寸，减小寄生电容，由此可提高RTD的响应频率。因此，本发明响应频率高，输出功率大，制备容易，集成度高。
附图说明
图1是本发明整体结构的剖面视图；
图 2是本发明的俯视图。
图中
1：衬底 2：缓冲层
3：发射区电极接触层 4：发射区
5：渐变In含量结构 6：发射区隔离层及渐变In含量结构
7：第一势垒 8：势阱
9：第二势垒 10：第一高In含量过渡层
11：第二高In含量过渡层 12：隔离层
13：集电区 14：集电区电极接触层
15：集电区金属电极 16：发射区金属电极
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件做出详细说明。
本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，是一种纵向器件，其性能主要取决于材料结构的设计。本发明是采用1.2nm的无掺杂AlAs为势垒；增大发射区和集电区的掺杂浓度，使其均达到2*1019cm-3；采用3nm的无掺杂In0.47Ga0.53As薄层为发射区的隔离层，减小隔离层厚度可以提高输出功率，但是同时也会降低本征响应频率，此处采用3nm厚度，是考虑到二者关系后的折中选择；同时3nm的无掺杂In0.47Ga0.53As薄层作发射区渐变In含量结构的一部分，与4nm厚的In0.5Ga0.5As掺杂量均为3*1018cm-3共同组成发射区渐变结构；在集电区隔离层采用两个10nm厚的高In过渡层(HITL)结构，同时减小器件发射极尺寸至1μm2。
如图1、图2所示，本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，具体包括有由下至上依次形成的衬底1、缓冲层2和发射区电极接触层3，所述发射区电极接触层3上分别形成有发射区4和发射区金属电极16，所述发射区4上由下至上依次形成有渐变In 含量结构5、发射区隔离层及渐变In含量结构6、第一势垒7、势阱8、第二势垒9、第一高In含量过渡层10、第二高In含量过渡层11、隔离层12、集电区13、集电区电极接触层14和集电区金属电极15。其中：
所述的衬底1，为半绝缘InP(SI—InP)衬底，即图1中1区，厚度为100－300μm。用SI-InP衬底时，在此衬底上生长的InGaAs的In组分可以达到0.53。在InGaAs材料中In的组分愈大，其迁移率就愈高，RTD的频率和开关速度就愈快。故用SI-InP衬底材料研制的RTD性能比用SI-GaAs衬底的RTD更好，但SI-InP材料比SI-GaAs更昂贵，而且加工过程中容易碎裂。
所述的缓冲层2，即图1中2区：是由分子束外延技术(MBE)在衬底1上外延生长得到，是由In0.53Ga0.47As层构成，厚度为200nm，无掺杂。
所述的发射区电极接触层3，即图1中3区：由分子束外延技术(MBE)在缓冲层2上外延生长得到，目的是形成低电阻的发射极欧姆接触。是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为400nm。
所述的发射区层4，即图1中4区：由分子束外延技术(MBE)在发射区电极接触层3上外延生长得到，作用是形成RTD的发射区。是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm。
所述的渐变In含量结构5，即图1中5区：由分子束外延技术(MBE)在发射区层4上外延生长得到，是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.5Ga0.5As层构成，厚度为4nm。
所述的发射区隔离层及渐变In含量结构6，即图1中6区：同时充当发射区一侧隔离层，由分子束外延技术(MBE)在渐变In含量结构5上外延生长得到，由In0.47Ga0.53As层构成，无掺杂，厚度为3nm。
所述的第一势垒7，即图1中7区：由分子束外延技术(MBE)在发射区隔离层及渐变In含量结构6上外延生长得到，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm。
所述的势阱8，即图1中8区：由分子束外延技术(MBE)在第一势垒7上外延生长得到，由In0.8Ga0.2As层构成，无掺杂，厚度为4nm。
所述的第二势垒9，即图1中9区：由分子束外延技术(MBE)在势阱8上外延生长得到，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm。
所述的第一高In含量过渡层10，即图1中10区：由分子束外延技术(MBE)在第二势垒9层上外延生长得到，由In0.7Ga0.3As层构成，无掺杂，厚度为10nm。
所述的第二高In含量过渡层11，即图1中11区：由分子束外延技术(MBE)在第一高In含量过渡层10上外延生长得到，由In0.6Ga0.4As层构成，无掺杂，厚度为10nm。
所述的隔离区12，即图1中12区：由分子束外延技术(MBE)在第二高In含量过渡层11上外延生长得到，由In0.53Ga0.47As层构成，无掺杂，厚度为2nm。
所述的集电区13，即图1中13区：由分子束外延技术(MBE)在隔离区12上外延生长得到。由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm。
所述的集电区电极接触层14，即图1中14区：由分子束外延技术(MBE)在集电区13上外延生长得到。由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.7Ga0.3As层构成，厚度8nm。
所述的集电区金属电极15，即图1中15区：由真空蒸发在集电区电极接触层14上生长得到，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度为100－300nm。
所述发射区金属电极16，即图1中16区：由真空蒸发在发射区电极接触层3上生长得到，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度为100－300nm。
第一实例
本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，包括有由下至上依次形成的衬底1、缓冲层2和发射区电极接触层3，所述发射区电极接触层3上分别形成有发射区4和发射区金属电极16，所述发射区4上由下至上依次形成有渐变In含量结构5、发射区隔离层及渐变In含量结构6、第一势垒7、势阱8、第二势垒9、第一高In含量过渡层10、第二高In含量过渡层11、隔离层12、集电区13、集电区电极接触层14和集电区金属电极15。其中：
所述的衬底1，为半绝缘InP(SI—InP)衬底，厚度为100μm；
所述的缓冲层2，是由In0.53Ga0.47As层构成，厚度为200nm，无掺杂；
所述的发射区电极接触层3，是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度400nm；
所述的发射区层4，是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；
所述的渐变In含量结构5，是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.5Ga0.5As层构成，厚度为4nm；
所述的发射区隔离层及渐变In含量结构6，由In0.47Ga0.53As层构成，无掺杂，厚度为3nm；
所述的第一势垒7，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm；
所述的势阱8，由In0.8Ga0.2As层构成，无掺杂，厚度为4nm；
所述的第二势垒9，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm；
所述的第一高In含量过渡层10，由In0.7Ga0.3As层构成，无掺杂，厚度为10nm；
所述的第二高In含量过渡层11，由In0.6Ga0.4As层构成，无掺杂，厚度为10nm；
所述的隔离区12，由In0.53Ga0.47As层构成，无掺杂，厚度为2nm；
所述的集电区13，由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；
所述的集电区电极接触层14，由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.7Ga0.3As层构成，厚度为8nm；
所述的集电区金属电极15，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度200nm。
所述发射区金属电极16，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度200nm。
第二实例
本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，包括有由下至上依次形成的衬底1、缓冲层2和发射区电极接触层3，所述发射区电极接触层3上分别形成有发射区4和发射区金属电极16，所述发射区4上由下至上依次形成有渐变In含量结构5、发射区隔离层及渐变In含量结构6、第一势垒7、势阱8、第二势垒9、第一高In含量过渡层10、第二高In含量过渡层11、隔离层12、集电区13、集电区电极接触层14和集电区金属电极15。 其中：
所述的衬底1，为半绝缘InP(SI—InP)衬底，厚度为200μm；
所述的缓冲层2，是由In0.53Ga0.47As层构成，厚度为200nm，无掺杂；
所述的发射区电极接触层3，是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度400nm；
所述的发射区层4，是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；
所述的渐变In含量结构5，是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.5Ga0.5As层构成，厚度为4nm；
所述的发射区隔离层及渐变In含量结构6，由In0.47Ga0.53As层构成，无掺杂，厚度为3nm；
所述的第一势垒7，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm；
所述的势阱8，由In0.8Ga0.2As层构成，无掺杂，厚度为4nm；
所述的第二势垒9，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm；
所述的第一高In含量过渡层10，由In0.7Ga0.3As层构成，无掺杂，厚度为10nm；
所述的第二高In含量过渡层11，由In0.6Ga0.4As层构成，无掺杂，厚度为10nm；
所述的隔离区12，由In0.53Ga0.47As层构成，无掺杂，厚度为2nm；
所述的集电区13，由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；
所述的集电区电极接触层14，由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.7Ga0.3As层构成，厚度为8nm；
所述的集电区金属电极15，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度180nm。
所述发射区金属电极16，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度180nm。
第三实例
本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，包括有由下至上依次形成的衬底1、缓冲层2和发射区电极接触层3，所述发射区电极接触层3上分别形成有发射区4和发射区金属电极16，所述发射区4上由下至上依次形成有渐变In含量结构5、发射区隔离层及渐变In含量结构6、第一势垒7、势阱8、第二势垒9、第一高In含量过渡层10、第二高In含量过渡层11、隔离层12、集电区13、集电区电极接触层14和集电区金属电极15。其中：
所述的衬底1，为半绝缘InP(SI—InP)衬底，厚度为300μm；
所述的缓冲层2，是由In0.53Ga0.47As层构成，厚度为200nm，无掺杂；
所述的发射区电极接触层3，是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度400nm；
所述的发射区层4，是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；
所述的渐变In含量结构5，是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.5Ga0.5As层构成，厚度为4nm；
所述的发射区隔离层及渐变In含量结构6，由In0.47Ga0.53As层构成，无掺杂，厚度为3nm；
所述的第一势垒7，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm；
所述的势阱8，由In0.8Ga0.2As层构成，无掺杂，厚度为4nm；
所述的第二势垒9，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm；
所述的第一高In含量过渡层10，由In0.7Ga0.3As层构成，无掺杂，厚度为10nm；
所述的第二高In含量过渡层11，由In0.6Ga0.4As层构成，无掺杂，厚度为10nm；
所述的隔离区12，由In0.53Ga0.47As层构成，无掺杂，厚度为2nm；
所述的集电区13，由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；
所述的集电区电极接触层14，由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.7Ga0.3As层构成，厚度为8nm；
所述的集电区金属电极15，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度300nm。
所述发射区金属电极16，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度300nm。
第四实例
本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，包括有由下至上依次形成的衬底1、缓冲层2和发射区电极接触层3，所述发射区电极接触层3上分别形成有发射区4和发射区金属电极16，所述发射区4上由下至上依次形成有渐变In含量结构5、发射区隔离层及渐变In含量结构6、第一势垒7、势阱8、第二势垒9、第一高In含量过渡层10、第二高In含量过渡层11、隔离层12、集电区13、集电区电极接触层14和集电区金属电极15。其中：
所述的衬底1，为半绝缘InP(SI—InP)衬底，厚度为180μm；
所述的缓冲层2，是由In0.53Ga0.47As层构成，厚度为200nm，无掺杂；
所述的发射区电极接触层3，是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度400nm；
所述的发射区层4，是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；
所述的渐变In含量结构5，是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.5Ga0.5As层构成，厚度为4nm；
所述的发射区隔离层及渐变In含量结构6，由In0.47Ga0.53As层构成，无掺杂，厚度为3nm；
所述的第一势垒7，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm；
所述的势阱8，由In0.8Ga0.2As层构成，无掺杂，厚度为4nm；
所述的第二势垒9，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm；
所述的第一高In含量过渡层10，由In0.7Ga0.3As层构成，无掺杂，厚度为10nm；
所述的第二高In含量过渡层11，由In0.6Ga0.4As层构成，无掺杂，厚度为10nm；
所述的隔离区12，由In0.53Ga0.47As层构成，无掺杂，厚度为2nm；
所述的集电区13，由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；
所述的集电区电极接触层14，由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.7Ga0.3As层构成，厚度为8nm；
所述的集电区金属电极15，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度100nm。
所述发射区金属电极16，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度100nm。
Claims (8)
1.一种发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，包括有由下至上依次形成的衬底(1)、缓冲层(2)和发射区电极接触层(3)，所述发射区电极接触层(3)上分别形成有发射区(4)和发射区金属电极(16)，所述发射区(4)上由下至上依次形成有渐变In含量结构(5)、发射区隔离层及渐变In含量结构(6)、第一势垒(7)、势阱(8)、第二势垒(9)、第一高In含量过渡层(10)、第二高In含量过渡层(11)、隔离层(12)、集电区(13)、集电区电极接触层(14)和集电区金属电极(15)。
2.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的衬底(1)为半绝缘InP衬底，厚度为100－300μm。
3.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的缓冲层(2)和隔离层(12)均是由In0.53Ga0.47As层构成，其中，所述缓冲层(2)的厚度为200nm，所述隔离层(12)的厚度为2nm。
4.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的发射区电极接触层(3)和集电区(13)均是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.53Ga0.47As层构成，其中，所述发射区电极接触层(3)的厚度为400nm，所述集电区(13)的厚度为15nm。
5.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的发射区(4)是由掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.53Ga0.47As层构成，厚度为15nm；所述的渐变In含量结构(5)是掺Si浓度达到3*1018cm-3In0.5Ga0.5As层构成，厚度为4nm；所述的集电区电极接触层(14)是由掺Si浓度达到2*1019cm-3In0.7Ga0.3As层构成，厚度为8nm。
6.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的发射区隔离层及渐变In含量结构(6)是由In0.47Ga0.53As层构成，厚度为3nm；所述的势阱(8)是由In0.8Ga0.2As层构成，厚度为4nm；第一高In含量过渡层(10)是由In0.7Ga0.3As层构成，无掺杂，厚度为10nm；所述的第二高In含量过渡层(11)是由In0.6Ga0.4As层构成，厚度为10nm。
7.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的第一势垒(7)和第二势垒(9)均是由AlAs层构成，厚度均为1.2nm。
8.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的集电区金属电极(15)和发射区金属电极(16)材质均为金属，厚度均为100－300nm。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105355667A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-02-24 | 四川大学 | 一种产生负微分电阻的共振隧穿二极管 |
| CN105870163A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-08-17 | 四川大学 | 加阶梯型隔离层和子阱层的共振隧穿二极管 |
| CN105870171A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-08-17 | 四川大学 | 加阶梯式异质结隔离区的共振隧穿二极管 |
| CN105895670A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-24 | 四川大学 | 带GaN子阱的共振隧穿二极管 |
| CN106057915A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-10-26 | 西安电子科技大学 | 铟镓氮发射极欧姆接触层的rtd二极管及制作方法 |
| CN108550620A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-09-18 | 雄安华讯方舟科技有限公司 | 高峰谷电流比的共振隧穿二极管晶圆结构及其制备方法 |
| CN109244177A (zh) * | 2018-08-19 | 2019-01-18 | 天津大学 | 一种半导体光控太赫兹量子阱振荡器 |
| CN112152084A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-29 | 深圳市飞研智能科技有限公司 | 一种晶格匹配的硅基GaInNP垂直腔面发射激光器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101064275A (zh) * | 2006-04-28 | 2007-10-31 | 中国科学院半导体研究所 | 采用干法刻蚀技术实现rtd与hemt单片集成的方法 |
| US20090315018A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Hudait Mantu K | Methods of forming buffer layer architecture on silicon and structures formed thereby |
| JP2013171966A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 共鳴トンネルダイオードおよびテラヘルツ発振器 |
-
2015
- 2015-02-17 CN CN201510084845.8A patent/CN104733545A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101064275A (zh) * | 2006-04-28 | 2007-10-31 | 中国科学院半导体研究所 | 采用干法刻蚀技术实现rtd与hemt单片集成的方法 |
| US20090315018A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Hudait Mantu K | Methods of forming buffer layer architecture on silicon and structures formed thereby |
| JP2013171966A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 共鳴トンネルダイオードおよびテラヘルツ発振器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ATSUSHI TERANISHI, KAORU SHIZUNO, SAFUMI SUZUKI, MASAHIRO ASADA.: "Fundamental oscillation up to 1.08 THz in resonant tunneling diodes with high-indium-composition transit layers for reduction of transit delay", 《IEICE ELECTRONICS EXPRESS》 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105355667A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-02-24 | 四川大学 | 一种产生负微分电阻的共振隧穿二极管 |
| CN105870163A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-08-17 | 四川大学 | 加阶梯型隔离层和子阱层的共振隧穿二极管 |
| CN105870171A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-08-17 | 四川大学 | 加阶梯式异质结隔离区的共振隧穿二极管 |
| CN105895670A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-24 | 四川大学 | 带GaN子阱的共振隧穿二极管 |
| CN106057915A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-10-26 | 西安电子科技大学 | 铟镓氮发射极欧姆接触层的rtd二极管及制作方法 |
| CN106057915B (zh) * | 2016-08-08 | 2019-04-19 | 西安电子科技大学 | 铟镓氮发射极欧姆接触层的rtd二极管及制作方法 |
| CN108550620A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-09-18 | 雄安华讯方舟科技有限公司 | 高峰谷电流比的共振隧穿二极管晶圆结构及其制备方法 |
| CN109244177A (zh) * | 2018-08-19 | 2019-01-18 | 天津大学 | 一种半导体光控太赫兹量子阱振荡器 |
| CN112152084A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-29 | 深圳市飞研智能科技有限公司 | 一种晶格匹配的硅基GaInNP垂直腔面发射激光器 |
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