为15nm ；
[0060]所述的集电区电极接触层14，由掺Si浓度达到ZqO19CnT3Inci 7Gaci 3As层构成，厚度为 8nm ；
[0061]所述的集电区金属电极15，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度200nm。
[0062]所述发射区金属电极16，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度200nm。
[0063]第二实例
[0064]本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，包括有由下至上依次形成的衬底1、缓冲层2和发射区电极接触层3，所述发射区电极接触层3上分别形成有发射区4和发射区金属电极16，所述发射区4上由下至上依次形成有渐变In含量结构5、发射区隔离层及渐变In含量结构6、第一势皇7、势阱8、第二势皇9、第一高In含量过渡层10、第二高In含量过渡层11、隔离层12、集电区13、集电区电极接触层14和集电区金属电极15。其中:
[0065]所述的衬底I，为半绝缘InP(S1-1nP)衬底，厚度为200 ym ;
[0066]所述的缓冲层2，是由Ina53Gaa47As层构成，厚度为200nm，无掺杂；
[0067]所述的发射区电极接触层3，是由掺Si浓度达到2*1019Cm_3InQ.53GaQ.47AS层构成，厚度 400nm ；
[0068]所述的发射区层4，是由掺Si浓度达到3*1018Cm_3Ina53Gaa47AS层构成，厚度为15nm ；
[0069]所述的渐变In含量结构5，是由掺Si浓度达到3*1018Cm_3InQ.5GaQ.5AS层构成，厚度为 4nm ；
[0070]所述的发射区隔离层及渐变In含量结构6，由Ina47Gaci 53As层构成，无掺杂，厚度为 3nm ；
[0071]所述的第一势皇7，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm ；
[0072]所述的势阱8，由In0.8Ga0.2As层构成，无掺杂，厚度为4nm ；
[0073]所述的第二势皇9，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm ；
[0074]所述的第一高In含量过渡层10，由Ina7Gaa3As层构成，无掺杂，厚度为1nm ；
[0075]所述的第二高In含量过渡层11，由Intl 6Gaa4As层构成，无掺杂，厚度为1nm ；
[0076]所述的隔离区12，由Ina53Gaa47As层构成，无掺杂，厚度为2nm ；
[0077]所述的集电区13，由掺Si浓度达到2*1019cm-3InQ.53GaQ.47As层构成，厚度为15nm ；
[0078]所述的集电区电极接触层14，由掺Si浓度达到ZqO19CnT3Inci 7Gaci 3As层构成，厚度为 8nm ；
[0079]所述的集电区金属电极15，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度180nm。
[0080]所述发射区金属电极16，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度180nm。
[0081]第三实例
[0082]本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，包括有由下至上依次形成的衬底1、缓冲层2和发射区电极接触层3，所述发射区电极接触层3上分别形成有发射区4和发射区金属电极16，所述发射区4上由下至上依次形成有渐变In含量结构5、发射区隔离层及渐变In含量结构6、第一势皇7、势阱8、第二势皇9、第一高In含量过渡层10、第二高In含量过渡层11、隔离层12、集电区13、集电区电极接触层14和集电区金属电极15。其中:
[0083]所述的衬底I，为半绝缘InP(S1-1nP)衬底，厚度为300 ym ;
[0084]所述的缓冲层2，是由Ina53Gaa47As层构成，厚度为200nm，无掺杂；
[0085]所述的发射区电极接触层3，是由掺Si浓度达到2*1019cm_3InQ.53GaQ.47As层构成，厚度 400nm ；
[0086]所述的发射区层4，是由掺Si浓度达到3*1018cm_3InQ.53Gaa47As层构成，厚度为15nm ；
[0087]所述的渐变In含量结构5，是由掺Si浓度达到3*1018Cm_3InQ.5GaQ.5AS层构成，厚度为 4nm ；
[0088]所述的发射区隔离层及渐变In含量结构6，由Ina47Gatl 53As层构成，无掺杂，厚度为 3nm ；
[0089]所述的第一势皇7，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm ；
[0090]所述的势阱8，由In0.8Ga0.2As层构成，无掺杂，厚度为4nm ；
[0091]所述的第二势皇9，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm ；
[0092]所述的第一高In含量过渡层10，由Ina7Gaa3As层构成，无掺杂，厚度为1nm ；
[0093]所述的第二高In含量过渡层11，由Ina6Gaa4As层构成，无掺杂，厚度为1nm ；
[0094]所述的隔离区12，由Ina53Gaa47As层构成，无掺杂，厚度为2nm ；
[0095]所述的集电区13，由掺Si浓度达到2*1019cm-3InQ.53GaQ.47As层构成，厚度为15nm ；
[0096]所述的集电区电极接触层14，由掺Si浓度达到ZqO19CnT3Inci 7Gaci 3As层构成，厚度为 8nm；
[0097]所述的集电区金属电极15，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度300nm。
[0098]所述发射区金属电极16，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度300nm。
[0099]第四实例
[0100]本发明的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，包括有由下至上依次形成的衬底1、缓冲层2和发射区电极接触层3，所述发射区电极接触层3上分别形成有发射区4和发射区金属电极16，所述发射区4上由下至上依次形成有渐变In含量结构5、发射区隔离层及渐变In含量结构6、第一势皇7、势阱8、第二势皇9、第一高In含量过渡层10、第二高In含量过渡层11、隔离层12、集电区13、集电区电极接触层14和集电区金属电极15。其中:
[0101]所述的衬底I，为半绝缘InP(S1-1nP)衬底，厚度为180 ym;
[0102]所述的缓冲层2，是由Ina53Gaa47As层构成，厚度为200nm，无掺杂；
[0103]所述的发射区电极接触层3，是由掺Si浓度达到2*1019cm_3InQ.53GaQ.47As层构成，厚度 400nm ；
[0104]所述的发射区层4，是由掺Si浓度达到3*1018cnr3Ina53Gaa47As层构成，厚度为15nm ；
[0105]所述的渐变In含量结构5，是由掺Si浓度达到3*1018Cm_3InQ.5GaQ.5AS层构成，厚度为 4nm；
[0106]所述的发射区隔离层及渐变In含量结构6，由Ina47Gaci 53As层构成，无掺杂，厚度为 3nm；
[0107]所述的第一势皇7，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm ；
[0108]所述的势阱8，由In0.8Ga0.2As层构成，无掺杂，厚度为4nm ；
[0109]所述的第二势皇9，由AlAs层构成，无掺杂，厚度为1.2nm ；
[0110]所述的第一高In含量过渡层10，由Ina7Gaa3As层构成，无掺杂，厚度为1nm ；
[0111]所述的第二高In含量过渡层11，由Intl 6Gaa4As层构成，无掺杂，厚度为1nm;
[0112]所述的隔离区12，由Ina53Gaa47As层构成，无掺杂，厚度为2nm ;
[0113]所述的集电区13，由掺Si浓度达到2*1019cm-3InQ.53GaQ.47As层构成，厚度为15nm ；
[0114]所述的集电区电极接触层14，由掺Si浓度达到2*1019cm_3InQ.7GaQ.3As层构成，厚度为 8nm；
[0115]所述的集电区金属电极15，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度lOOnm。
[0116]所述发射区金属电极16，材质为金属，如金或铂或铝等，厚度lOOnm。
【主权项】
1.一种发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，包括有由下至上依次形成的衬底(I)、缓冲层(2)和发射区电极接触层(3)，所述发射区电极接触层(3)上分别形成有发射区(4)和发射区金属电极(16)，所述发射区(4)上由下至上依次形成有渐变In含量结构(5)、发射区隔离层及渐变In含量结构(6)、第一势皇(7)、势阱(8)、第二势皇(9)、第一高In含量过渡层(10)、第二高In含量过渡层(11)、隔离层(12)、集电区(13)、集电区电极接触层(14)和集电区金属电极(15)。
2.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的衬底(I)为半绝缘InP衬底，厚度为100 - 300 μ m。
3.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的缓冲层⑵和隔离层(12)均是由Intl 53Gatl 47As层构成，其中，所述缓冲层(2)的厚度为200nm，所述隔离层(12)的厚度为2nm。
4.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的发射区电极接触层(3)和集电区(13)均是由掺Si浓度达到2*1019cm_3In0 53Ga0 47As层构成，其中，所述发射区电极接触层(3)的厚度为400nm，所述集电区(13)的厚度为15nm。
5.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的发射区⑷是由掺Si浓度达到3*1018cm_3InQ.53Gaa47As层构成，厚度为15nm ;戶斤述的渐变In含量结构(5)是掺Si浓度达到3*1018Cm_3InQ.5GaQ.5AS层构成，厚度为4nm ;所述的集电区电极接触层(14)是由掺Si浓度达到2*1019Cm_3InQ.7Gaa3AS层构成，厚度为8nm。
6.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的发射区隔离层及渐变In含量结构(6)是由Ina47Gaa53As层构成，厚度为3nm;所述的势阱⑶是由Ina8Gaa2As层构成，厚度为4nm;第一高In含量过渡层(10)是由Ina7Gaa3As层构成，无掺杂，厚度为1nm;所述的第二高In含量过渡层(11)是由Ina6Gaa4As层构成，厚度为1nm0
7.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的第一势皇(7)和第二势皇(9)均是由AlAs层构成，厚度均为1.2nm。
8.根据权利要求1所述的发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，其特征在于，所述的集电区金属电极(15)和发射区金属电极(16)材质均为金属，厚度均为100 —300nmo
【专利摘要】一种发射区In含量渐变集电区高In过渡层的RTD器件，有由下至上依次形成的衬底、缓冲层和发射区电极接触层，发射区电极接触层上分别形成有发射区和发射区金属电极，发射区上由下至上依次形成有渐变In含量结构、发射区隔离层及渐变In含量结构、第一势垒、势阱、第二势垒、第一高In含量过渡层、第二高In含量过渡层、隔离层、集电区、集电区电极接触层和集电区金属电极。本发明采用发射区In含量的渐变结构，可有效降低峰值电压，从而增大输出功率。减小发射极面积，从而减小器件尺寸，减小寄生电容，由此可提高RTD的响应频率。因此，本发明响应频率高，输出功率大，制备容易，集成度高。
【IPC分类】H01L29-06, H01L29-88
【公开号】CN104733545
【申请号】CN201510084845
【发明人】毛陆虹, 赵帆, 郭维廉, 谢生, 张世林
【申请人】天津大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月17日