【摘 要】
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该论文在理论和实验上对GaAs基RTD与PHEMT的集成进行了研究.在国内首先开展了RTD与PHEMT台面集成技术的研究,并在RTD与PHEMT单片集成外延材料结构上研究出了RTD和PHEMT,其中R
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该论文在理论和实验上对GaAs基RTD与PHEMT的集成进行了研究.在国内首先开展了RTD与PHEMT台面集成技术的研究,并在RTD与PHEMT单片集成外延材料结构上研究出了RTD和PHEMT,其中RTD的峰电流与谷电流之比最大可达到7.44.从理论上分析了RTD和PHEMT的器件原理,并利用物理级模型模拟研究了外延材料结构对RTD和PHEMT直流特性的影响.在此基础上,设计了新型的RTD与PHEMT单片集成的外延材料结构.研究了退火条件对RTD量子效应的影响,确定了电极欧姆接触的工艺参数.改进了传统空气桥制作工艺,解决了RTD电极脱落问题,提出了在GaAs基材料上制作空气桥的新工艺,并测试了所研制的RTD直流特性.同时研究了PHEMT的制作工艺,确定了源漏电极欧姆接触制作、PHEMT栅制作和器件钝化等工艺参数,并测试了所研制的PHEMT的直流特性.在研究RTD与PHEMT的集成工艺中,提出了RTD上、下电极与PHEMT源、漏电极欧姆接触制作的原则:RTD上、下电极欧姆接触,特别是上电极欧姆接触制作,必须与PHEMT源、漏电极欧姆接触制作分开进行.在实验中,首先制作PHEMT源、漏欧姆接触和RTD下电极欧姆接触,然后制作RTD上电极欧姆接触.在现有工艺条件基础上,提出了RTD与PHEMT的集成工艺,并应用该工艺进行了流片.该文详细地分析了RTD和PHEMT的SPICE直流模型,建立了两种器件的实验结果和模拟结果的MATLAB比较程序,提取了所研制的6μm×6μm RTD和1μm×100μm PHEMT的解析公式参数,并确定了适用于SPICE电路仿真软件的直流模型公式,给出了SPICE仿真结果.在分析了RTD基集成电路逻辑单元MOBILE的工作原理和实现电路的基础上,应用所建立的RTD和PHEMT的解析模型公式,在SPICE软件平台上,仿真研究了RTD与RTD并联、RTD与RTD串联、RTD与PHEMT并联和RTD与PHEMT串联等基本单元的直流特性,并阐明了这些基本单元的功能.
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