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本论文包括了InGaP/GaAs基和AlGaAs/GaAs基超薄基区负阻HBT、双基区负阻HBT、电阻栅型负阻HBT以及基于化合物异质结构的S型双向负阻晶体管等四类新型器件的研究内容。分别先后进行了器件的材料设计与制备、器件的结构和版图设计、芯片工艺流水、器件性能测试与分析、器件模拟和负阻物理机制分析等系统性的工作。由于以上四类器件在国内乃至国际上罕有报导,所以在器件设计、性能测试结果和机制分析等诸多方面都有一定新意,许多实验现象为首次报道。本论文研究工作的创新性研究成果在于:1、成功采用选择性湿法化学腐蚀研制出8nm厚度基区的InGaP/GaAs体系超薄基区负阻HBT;首次在同一器件上观察到电压控制型负阻和电流控制型负阻两种负阻形式,电压控制型负阻的最大集电极电流峰谷比(PVCR)不低于4400;首次发现随VC变化的可变电压控制型负阻特性;2、成功采用选择性湿法化学腐蚀研制出8nm厚度基区的AlGaAs/GaAs体系超薄基区负阻HBT,并观察到明显电压控制型负阻特性,最大集电极电流峰谷比(PVCR)不低于1100;3、通过对器件测试结果和器件模拟结果的分析,提出了超薄基区负阻HBT的负阻产生机制――双极管-体势垒管转换机制,对超薄基区负阻HBT的电流控制型负阻、负阻特性分散现象和负阻峰值随VC增大现象进行了分析;4、将Si基平面双基区晶体管概念与HBT结构和工艺相结合,设计并研制了双基区负阻HBT。因工艺原因,电压控制型负阻有多种表现形式,并发现了可变电压控制型负阻特性和光控负阻特性,结合器件模拟和实验结果对上述现象进行了分析;5、试制了电阻栅负阻HBT,证实了电压控制型负阻特性的存在,其最大电流峰谷比不小于215。结合器件模拟分析了负阻产生原因,并建立了相关物理模型;6、将Si基平面S型双向负阻晶体管的工作机理引入到HBT材料结构,尝试性研制了化合物异质结构S型双向负阻晶体管,实验结果证实了设想的可行性。