Double-barrier GaAs/AlAs resonant tunneling diodes (RTDs) have become the promising elements for the development of sub-mm and THz emitters. We report on the fabrication of the RTD samples that were characterized via RF-reflectometry to determine the parameters of its equivalent circuit. By using numerical simulation we show that the coplanar transmission line with the RTD under study provides an amplification up to 8 GHz.

We have demonstrated a quantum cascade laser (QCL) with a generation frequency of about 3.8 THz, grown by metal-organic vapor phase epitaxy. The multilayer heterostructure for QCLs consists of 185 repetitions of an active module containing four GaAs/Al0.15Ga0.85As quantum wells. The threshold current and threshold voltage of the fabricated QCL were 2.25 kA/cm2 and 19.7 V, respectively. The QCL was generated in the multimode regime, and the detection of terahertz radiation continued with an increase in the laser temperature up to 60 K.

Впервые в России в ИСВЧПЭ РАН разработаны, изготовлены и исследованы три типа монолитных интегральных схем Ku и Ka диапазонов длин волн на основе гетероструктур нитрида галлия на подложках кремния диаметром 100 мм. Приведены результаты измерения СВЧ характеристик полученных микросхем.

AbstractWe propose a terahertz (THz) plasmonic photoconductive antenna (PCA) with a record height of its metal electrodes of h = 100 nm and a high aspect ratio of h / p = 0.5 ( p is the period of the plasmonic grating) that can be used as a source is THz pulsed spectroscopic and imaging systems. We experimentally demonstrate that the power of the THz radiation generated by the proposed plasmonic PCA is two orders of magnitude higher than that of an equivalent ordinary PCA without a plasmonic grating. Current–voltage measurements of the thus developed plasmonic PCA under femtosecond laser excitation show that the photocurrent of the PCA increases 15-fold, up to i _p ≈ 1.2 mA. To reduce the leakage currents of the PCA, we propose a fabrication technology that is based on the etching of windows in a thin Si_3N_4 passivation dielectric layer deposited on the photoconductor surface, which makes it possible to reduce the dark current to i _d ≈ 5 μA.

AbstractA method of defectless dry etching of an AlGaN barrier layer is proposed, which consists in repeated plasmachemical oxidation of AlGaN and removal of the oxide layer by means of reactive ion etching in inductively coupled BCl_3 plasma. Using the proposed etching technology, AlGaN/AlN/GaN high-electron-mobility transistors (HEMTs) with a buried gate have been successfully fabricated for the first time. It is shown that the currents of obtained HEMTs are independent of the number of etching cycles, while the gate operating point shifts toward positive voltages up to obtaining transistors operating in the enhancement mode.

Приведены результаты исследований электрических и тепловых свойств фотопроводящих антенн для генерации терагерцового излучения на основе выращенного в низкотемпературном режиме GaAs (low-temperature grown GaAs, LT-GaAs) и InxGa1-xAs c повышенным содержанием индия (x>0.3). Показано, что мощность джоулева разогрева PH за счет влияния темнового тока в InxGa1-xAs в 3-5 раз превосходит аналогичную величину для LT-GaAs. Это обусловлено большой собственной проводимостью InxGa1-xAs при x>0.38. Была разработана и изготовлена теплоотводящая оснастка для фотопроводящей антенны. Результаты численного моделирования показали, что использование теплоотвода позволяет уменьшить рабочую температуру антенны на 16% для антенны на основе LT-GaAs на 40% для антенны на основе In0.38Ga0.62As и на 64% для антенны на основе In0.53Ga0.47As. DOI: 10.21883/FTP.2017.09.44893.8508

Исследованы полевые транзисторы с высокой подвижностью электронов (HEMT) на основе AlGaN/AlN/GaN с разной длиной затвора Lg. Значения максимальных частот усиления по току fT и однонаправленного коэффициента усиления fmax составили 88 и 155 GHz для транзисторов с Lg =125 nm и 26 и 82 GHz для транзисторов с Lg = 360 nm соответственно. На основе измеренных S-параметров проведена экстракция значений элементов малосигнальных эквивалентных схем AlGaN/AlN/GaN HEMT и определена зависимость скорости инжекции vinj от напряжения затвор-исток. Также исследовано влияние длины затвора и напряжения между стоком и истоком на величину vinj. DOI: 10.21883/PJTF.2017.16.44927.16727

Представлены результаты исследования деградации несплавных омических контактов с эпитаксиально-доращиваемым сильнолегированным GaN к гетероструктурам с двумерным электронным газом (ДЭГ). Исследовалось изменение значения относительного удельного контактного сопротивления при температурах до 600oC для металлизаций Ti/Pd/Au, Cr/Au и Cr/Pd/Au. Наилучшую стойкость к температурным воздействиям показал состав металлизации Cr/Pd/Au, сопротивление которого уменьшалось при рабочих температурах 400oC. Впервые продемонстрировано, что наибольший вклад в увеличение значения контактного сопротивления к ДЭГ при нагреве выше 400oC вносит сопротивление структуры металл-полупроводник (Cr/Pd/Au-n+-GaN), при этом при температурах 400oC и выше происходит уменьшение значения сопротивления между сильнолегированным GaN и ДЭГ. DOI: 10.21883/PJTF.2017.22.45267.16917

Впервые в России исследована сплавная контактная композиция Si/Al/Ti/Au для формирования омических контактов к гетероструктурам AlGaN/GaN с использованием температурного отжига. Проведено сравнение полученных результатов с традиционными омическими контактами Ti/Al/Ni/Au. Использование исследуемой композиции позволило снизить температуру отжига до 675-700oC, что привело к улучшению морфологии сплавных омических контактов по сравнению с традиционными. Были получены зависимости значения контактного сопротивления с использованием композиции на основе Si/Al к гетероструктуре AlGaN/GaN от температуры и длительности температурного отжига. Показано, что в диапазоне температур 700-750oC качественного изменения сопротивления не происходит при длительности отжига несколько минут. В диапазоне температур 675-700oC идет асимптотическое уменьшение удельного контактного сопротивления при увеличении длительности отжига. Минимальное значение удельного контактного сопротивления составило 0.41 Ом·мм. DOI: 10.21883/FTP.2017.04.44336.8418

Исследованы вольт-амперные и излучательные характеристики многослойных квантово-каскадных гетероструктур GaAs/AlGaAs с двойным металлическим волноводом. Продемонстрированы ВАХ, типичные для квантовых каскадных лазеров. Наблюдался пороговый рост интенсивности и узкий спектр излучения, что характерно для лазерной генерации. Измеренная частота излучения составила около 3 THz, что совпадает с расчетным значением. Таким образом, впервые продемонстрированы полностью отечественные квантово-каскадные лазеры THz-диапазона. DOI: 10.21883/PJTF.2017.07.44473.16602