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共振隧穿二极管(RTD)是基于量子隧穿效应的纳米电子器件，也是目前室温下工作速度最快的固态电子器件，具有高速度、低功耗以及简化电路的特点。高电子迁移率晶体管(HEMT)是目前毫米波单片集成电路领域最具竞争力的三端器件，广泛应用在雷达、精确制导系统、电子战对抗系统中。RTD/HEMT单片集成超高速数字电路具有结构简单，灵活多变，可控性很强，制作工艺兼容性好等特点，目前已成为RTD集成技术的发展重点。本论文的主要工作是在InP衬底上实现RTD和HEMT的单片集成。
我们在国内率先开展了InP基RTD器件及其电路的研究，开发出了一套InP基RTD/HEMT兼容的单片集成工艺技术。详细分析了势垒层、量子阱、隔离层对InP基RTD直流特性的影响，在此基础上对材料结构进行了优化，利用先进的分子束外延系统，研制出室温下峰值峰谷电流比超过20的AIAs/In0.53Ga0.47As/InAs InP基RTD器件，并成功地在小于2×2μm2的RTD台面上制作了空气桥，这也是目前国内报道的最好水平。
对InP基HEMT低噪声器件进行了材料结构设计和版图设计，优化了材料结构和版图结构，在流片工艺中采用了自停止台面腐蚀技术，研究了欧姆接触金属以及退火条件，大大减小了源漏欧姆接触比接触电阻率，在栅挖槽中使用了高选择比的腐蚀液，实现了自停止栅挖槽工艺，采用了3层电子束胶工艺制作了0.15μm T型栅，最终实现了跨导达到680mS/mm，截止频率超过120GHz，最大振荡频率超过110GHz的HEMT器件。
针对单片无源器件-TaN电阻、电容(MIM)、电感，设计并制作出了一套版图与工艺流程，使整个单片电路愈加完善，最终我们制作出的无源器件经过测试满足设计要求，为最终的单片RTD/HEMT集成器件打下了良好的基础。
在InP衬底上采用MBE方法生长制备了RTD/HEMT集成结构，解决了关键的工艺技术，开发出了一套基于单片无源器件-电阻、电容、电感的单片集成工艺技术。设计出了一套InP RTD/HEMT振荡器电路，成功制作了版图。