Integration of a resonant-tunneling structure for microwave applications

(Received 3O April 1990, accepted 24 September 1990)

Abstract
We report the realization of very small area resonant tunneling diodes (RTD's) for integrated microwave applications. Diodes with areas down to 3 3  m ² were fabricated with the necessary coplanar lines for microwave wafer probing. Peak to valley ratios up to 3.5 with peak current densities ranging from 0.6 A/cm ² to 1.5 kA/cm ² have been achieved for Al _0.4Ga _0.6 As/GaAS double barrier heterostructures grown by MBE on Semi-Insulating substractes. Reflection gain versus frequency measurements in the 1.5-26.5 GHz range, at room temperature, were performed. The smaller devices exhibit a maximum cut off frequency for the negative differential resistance of 18 GHz. For high current versions, we expect significant increase in frequency limit.

Résumé
Nous décrivons la fabrication de diodes tunnel résonnant de très faibles sections pour des applications micro-ondes intégrées. Des diodes dont les surfaces s'échelonnent entre 3 3  m ² et   m ² ont été fabriquées avec des connexions de type ligne de transmission coplanaire, ce qui permet la caractérisation directe des plaquettes sous pointes hyperfréquences. Des rapports de courant pic-vallée jusqu'a 3,5 avec des densités de courant entre 0,6 et 1,5 kA/cm ² ont été obtenus pour des hétérostructures double barrière GaAsAl _0,4Ga _0,6As épitaxiées par EJM sur substrat SemiIsolant. La mesure du coefficient de réflexion entre 1,5 GHz et 26,5 GHz effectuée à température ambiante met en évidence pour les composants de très faible section une fréquence de coupure maximale de la résistance négative de 18 GHz. Par une augmentation des densités de courant admissibles, nous espérons une amélioration significative des limites fréquentielles.