熊晨荣[1]2004年在《基于Si/SiGe的空穴型共振隧穿二极管的研究》文中研究表明随着科学技术的发展,信息社会对电路集成度要求不断提高,促使人们寻找绕过晶体管尺寸极限的途径,纳电子学和单电子学在此背景中应运而生,居于半导体科学和工程研究前沿。隧穿二极管就是当前纳电子学中最负期望的纳米量子器件之一。当前隧穿二极管的研究主要集中在III-V族化合物材料的隧穿二极管以及基于Si/SiGe的带间隧穿二极管和电子型共振隧穿二极管。而对较其它隧穿二极管有着制作工艺简单、易与其它电路集成等优点的基于Si/SiGe的空穴型共振隧穿二极管的研究较少。因此本文对基于Si/SiGe的空穴型共振隧穿二极管做了一番研究。本文首先系统地介绍了共振隧穿二极管和Si/SiGe异质结材料的相关知识。采用Si/SiGe价带工程技术设计出Si/SiGe双势垒单量子阱结构,并依托我所在SiGe材料外延生长方面的技术优势,利用我所自制的UHV/CVD设备GSE400生长了Si/SiGe双势垒单量子阱结构外延。并用双晶X射线衍射法、Raman谱分析、二次离子质谱分析和透射电镜等测试手段对外延材料进行分析。利用我所现有的工艺条件首次制备出在室温下能明显观测到微分负阻现象的基于Si/SiGe的空穴型共振隧穿二极管。在室温下该器件的电流峰谷比为1.26,峰值电流密度为60KA/cm2。并且通过实验讨论了各结构参数对器件性能的影响。采用传递矩阵方法粗略地计算了量子阱中的量子化能级分布,讨论了样品峰值电压过大的原因。并且给出了计入串联电阻影响后进行电流电压方程参数提取的方法,以便把共振隧穿二极管直流模型加入电路模拟软件中进行电路设计。
熊晨荣, 王燕, 陈培毅, 余志平[2]2005年在《空穴型Si/SiGe共振隧穿二极管及其直流参数提取》文中指出共振隧穿二极管因其特有的负微分电阻特性,成为一种很有前途的基于能带工程的异质结构量子器件。采用超高真空外延技术,以p型重掺杂硅为衬底生长出以4nm厚Si0.6Ge0.4层为空穴量子阱、以4nm厚Si层为空穴势垒的双势垒单量子阱结构。然后用常规半导体器件工艺制成了空穴型共振隧穿二极管。在室温下对面积为8μm×8μm的共振隧穿二极管进行测量,其峰值电流密度为45.92kA/cm2,电流峰谷比为2.21。根据测量得到的电流电压特性考虑串联电阻的影响,提取出共振隧穿二极管的直流参数。可以利用这些参数将共振隧穿二极管的直流模型加入SPICE电路模拟软件器中进行共振隧穿二极管电路设计。
参考文献：
[1]. 基于Si/SiGe的空穴型共振隧穿二极管的研究[D]. 熊晨荣. 清华大学. 2004
[2]. 空穴型Si/SiGe共振隧穿二极管及其直流参数提取[J]. 熊晨荣, 王燕, 陈培毅, 余志平. 清华大学学报(自然科学版). 2005