[发明专利]加阶梯型隔离层和子阱层的共振隧穿二极管

摘要

本发明公开了加阶梯型隔离层和子量子阱层的共振隧穿二极管（Resonant Tunneling Diode,RTD）的材料结构，这种结构的RTD可产生毫安‑安培级输出电流；将其应用于太赫兹波振荡源设计，可产生mW级输出功率的太赫兹波信号。本发明中的RTD结构见附图，自上而下描述为：重掺杂的Al_xGa_1‑xN发射区、Al组分阶梯型减少的Al_mGa_1‑mN层、In_yGa_1‑yN子量子阱层、Al_zGa_1‑zN势垒、GaN势阱、Al_zGa_1‑zN势垒、GaN隔离区、重掺杂的GaN集电区。关键结构是Al_mGa_1‑mN阶梯层及In_yGa_1‑yN子量子阱层作为隔离区。理论分析和仿真在室温下（300K）进行，仿真参数是x=0.4，m由0.4按5个阶梯减少，y=0.02，z=0.2，仿真结果是峰值电流Ip=2.48A（82.7 mA/um²），谷值电流Iv=0.734A（24.5mA/um²），PVCR=3.38，这是目前RTD研究报道中最大的输出电流。

主权项

加阶梯型隔离层和子量子阱层的共振隧穿二极管（Resonant Tunneling Diode, RTD）的主要结构由发射极到集电极依次包括了：Al_xGa_1‑xN发射区、由Al组分阶梯型减少的Al_mGa_1‑mN层及In_yGa_1‑yN子量子阱层构成的发射极隔离区、双势垒单势阱结构、集电极隔离区和集电区。