InGaAs/AlAs共振隧穿二极管结构外延 *S

        共振隧穿二极管（RTD）技术是太赫兹（THz）无线通信中一种基于半导体的固态技术，该技术主要基于InGaAs/AlAs材料系统。该材料系统通过分子束外延（MBE）或金属有机气相外延（MOVPE）外延生长在晶格匹配半绝缘（SI）InP衬底上。与GaAs相比，InP材料体系在导带偏移和电子有效质量方面具有更好的性能。In0.53Ga0.47As用作RTD器件电极时也可以被高度掺杂，以降低欧姆接触电阻。可生长共振隧穿二极管外延片，具体请参考基于InGaAs/AlAs材料系统的外延结构：

1. InGaAs/AlAs共振隧穿二极管结构

2. 关于共振隧穿二极管

        共振隧穿二极管（RTD）是一种具有谐振隧穿结构的二极管，其中电子可以以特定能级隧穿某些谐振态。电流-电压特性通常表现出负的差分电阻区域。其特征在于高度非线性的电流-电压（IV）特性，通常包括负差分电阻（NDR）区域和两个正差分电阻区域，如图所示1。

        这种非线性是电子/空穴通过器件的量子机械共振隧穿的结果，尽管由于较高的相关漂移迁移率，电子操作通常是优选的，这导致较高的电流密度和最大操作频率。IV特性的精确形状取决于不同的因素，如器件尺寸、材料成分、外延结构和温度。负差分电阻区域的特征在于Ip和Iv，它们分别是峰值电流和谷值电流，以及相应的电压Vp和Vv。此外，它可以用∆I=Ip−Iv（峰谷电流差）、∆V=Vp−Vv（峰谷电压差）和PVCR=Ip/Iv（峰峰谷电流比）来描述。NDR区域的电跨度决定了RTD器件可以传递给负载的理论最大RF功率。实际射频输出功率取决于不同的因素，如工作频率、器件和电路寄生元件以及阻抗匹配因素。

图1 通用RTD器件的RT-IV特性的示意图：假设量子阱中的第一和第二准束缚谐振能级

        隧穿共振二极管的基频接近2 THz。其主要限制是低输出功率，通常在微瓦范围内，但该技术现在产生的太赫兹功率在毫瓦（mW）范围内，因此在成像、千兆无线通信系统等领域具有实际应用。

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