Si(001)斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长

研究了Si(001)面偏[110]方向6°斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长.实验结果表明,在Si(001)6°斜切衬底上固相外延生长Ge量子点的最佳退火温度为640℃,在斜切衬底上成岛生长的临界厚度低于在Si(001)衬底成岛生长的临界厚度,6°斜切衬底上淀积0.7nm Ge即可成岛,少于Si(001)衬底片上Ge成岛所需的淀积量.从Ge量子点的密度随固相外延温度的变化曲线,得到Ge量子点的激活能为1.9eV,远高于Si(111)面上固相外延Ge量子点的激活能0.3eV.实验亦发现,在Si(001)斜切衬底上固相外延生长的Ge量子点较Si(001)衬底上形成的量子点的热稳定性要好.     

Si(001)斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长

研究了Si(001)面偏[110]方向6°斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长.实验结果表明,在Si(001)6°斜切衬底上固相外延生长Ge量子点的最佳退火温度为640℃,在斜切衬底上成岛生长的临界厚度低于在Si(001)衬底成岛生长的临界厚度,6°斜切衬底上淀积0.7nm Ge即可成岛,少于Si(001)衬底片上Ge成岛所需的淀积量.从Ge量子点的密度随固相外延温度的变化曲线,得到Ge量子点的激活能为1.9eV,远高于Si(111)面上固相外延Ge量子点的激活能0.3eV.实验亦发现,在Si(001)斜切衬底上固相外延生长的Ge量子点较Si(001)衬底上形成的量子点的热稳定性要好.     

Ge_(0.1)Si_(0.9)/Si近红外探测器的结构设计与试验

设计了一种新结构的Ｇｅ_ｘＳｉ_（１－ｘ）／Ｓｉ近红外探测器，它是在ｐ－Ｓｉ衬底上分子束外延生长２μｍ厚的Ｇｅ_（０．１）Ｓｉ_（０．９）本征层，再在其表面离子注入形成一薄层ｎ＋层，腐蚀成台面后，构成Ｇｅ_（０．１）Ｓｉ_（０．９）／Ｓｉｐ－ｉ－ｎ型的近红外探测器。试验表明，它具有良好的Ｉ－Ｖ特性和光电特性。     

利用全固态分子束外延方法在Ge(100)衬底上异质外延GaAs薄膜及相关特性表征

利用全固态分子束外延(MBE)方法在Ge(100)衬底上异质外延GaAs薄膜,并通过高能电子衍射(RHEED)、高分辨X射线衍射(XRD),原子力显微镜等手段研究了不同生长参数对外延层的影响.RHEED显示在较高的生长温度或较低的生长速率下,低温GaAs成核层呈现层状生长模式.同时降低生长温度和生长速率会使GaAs薄膜的XRD摇摆曲线半高宽(FWHM)减小,并降低外延层表面的粗糙度,这主要是由于衬底和外延薄膜之间的晶格失配度减小的结果.     

Si_(1-x)Ge_x/Si多层异质外延结构的研究

对制作的 Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多层异质外延结构进行了研究。并对其做了反射高能电子衍射（ＲＨＥＥＤ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扩展电阻（ＳＲ）等测量,给出了利用这种结构研制出的异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的输出特性曲线。     

GSMBE外延生长GeSi/Sip-n异质结二极管

用气态源分子束外延（ＧＳＭＢＥ）法生长了掺杂ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ合金并试制了ｐ－ｎ异质结二极管,Ｘ射线双晶衍射和二极管Ｉ－Ｖ特性表明,ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ合金的完整性与异质结界面的失配位错是影响异质结二极管反向漏电的主要原因．通过控制ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ合金的组分及厚度,我们获得了较高质量的ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉｐ－ｎ异质结二极管材料,其反向电压为－５Ｖ时,反向漏电流密度为６．１μＡ／ｃｍ２．     

Co/C/Si(100)结构固相外延生长CoSi2

采用Co/C/Si多层薄膜结构的中间层诱导固相外延方法在Si(100)上制备外延CoSi2薄膜.用四探针电阻仪、XRD、AES、RBS等分析手段对该结构固相反应形成的薄膜的电学特性、组分、晶体结构等进行了表征.结果表明,Co/C/Si多层结构经快速热退火,可以在Si(100)衬底上得到导电性能和高温稳定性良好的CoSi2薄膜.C层的加入阻碍了Co和Si的互扩散和互反应,从而促进了CoSi2在硅衬底上的外延.     

Co/C/Si(100)结构固相外延生长CoSi_2

采用 Co/C/Si多层薄膜结构的中间层诱导固相外延方法在 Si(10 0 )上制备外延 Co Si2 薄膜 .用四探针电阻仪、XRD、AES、RBS等分析手段对该结构固相反应形成的薄膜的电学特性、组分、晶体结构等进行了表征 .结果表明 ,Co/C/Si多层结构经快速热退火 ,可以在 Si(10 0 )衬底上得到导电性能和高温稳定性良好的 Co Si2 薄膜 .C层的加入阻碍了 Co和 Si的互扩散和互反应 ,从而促进了 Co Si2 在硅衬底上的外延 .     

硅衬底上异质外延生长硅化钴研究进展

综述近年国内外在CoSi2／Si异质外延生长技术领域的研究进展,在半导体衬底上异质外延具有优良导电特性的金属硅化物,从基础研究和技术发展两方面都具有重要价值。利用Co／Ti／Si多层薄膜固相反应实现CoSi2／Si异质外延,是近年取得重要进展的新方法。应用这种方法在（111）和（100）硅衬底上都可实现CoSi2外延生长,无需在超高真空下进行,与硅器件基本工艺相容性好,可形成自对准硅化物接触结构,对发展新器件制造技术有重要作用。在简要介绍分子束外延和离子合成CoSi2外延薄膜生长技术后,重点介绍和评述新型固相异质外延方法的工艺技术、机理和应用研究进展。     

固相反应和离子注入制备硅化镍薄膜

采用固相反应和镍离子注入硅方法分别制备了硅化镍薄膜，利用卢瑟福背散射谱（RBS) , X射线衍射（XRD）和喇曼光谱对它们的成分和结构进行了表征. 结果表明固相反应方法中，硅化镍薄膜的相结构取决于不同的热退火条件，纯相的NiSi2薄膜需要在高温（1123K）下两步热退火才能获得. 而利用离子注入方法，则可以在较低温度（523K）下直接得到单相的NiSi2薄膜. 在30～400K范围内测量了它们的电阻率和霍尔迁移率随温度的变化关系，结果表明固相反应制备的NiSi和NiSi2薄膜都表现出典型的金属性电导行为，而离子注入制备的NiSi2薄膜则表现出完全不同的电学性质.     

近红外Si_(0.8)Ge_(0.2)/Si横向pin探测器的模拟与测试

设计了一种新型叉指状近红外 Si0 .8Ge0 .2 / Si pin横向光电探测器。采用半导体器件模拟软件 Atlas分别对该器件平衡条件下物理特性及反向偏压下电场分布、光电特性进行了模拟 ;对实际制作的光电探测器进行了测试 ,结果表明 :其波长响应范围为 0 .4～ 1 .3μm,峰值响应波长在 0 .93μm,响应度达 0 .3 8A/ W,寄生电容小于 2 .0 p F。实验结果和模拟结果符合得很好。其良好的光电性能为应用于近红外光的高速、低工作电压硅基光电集成器件提供了可能     

用气态源分子束外延生长法制备Si/SiGe/Sinpn异质结双极晶体管

用气态源分子束外延法制备了Ｓｉ／ＳｉＧｅ／Ｓｉｎｐｎ异质结双极晶体管．晶体管基区Ｇｅ组分为０．１２,Ｂ掺杂浓度为１．５e１９ｃｍ－３,ＳｉＧｅ合金厚度约４５ｎｍ．直流特性测试表明,共发射极直流放大倍数约５０,击穿电压ＶＣＥ约９Ｖ;射频特性测试结果表明,晶体管的截止频率为７ＧＨｚ,最高振荡频率为２．５ＧＨｚ．     

分子束外延AlGaN/GaN异质结场效应晶体管材料

用自组装的氨源分子束外延 (NH3-MBE)系统和射频等离子体辅助分子束外延 (PA-MBE)系统在 C面蓝宝石衬底上外延了优质 Ga N以及 Al Ga N/Ga N二维电子气材料。Ga N膜 (1 .2 μm厚 )室温电子迁移率达3 0 0 cm2 /V· s,背景电子浓度低至 2× 1 0 1 7cm- 3。双晶 X射线衍射 (0 0 0 2 )摇摆曲线半高宽为 6arcmin。 Al Ga N/Ga N二维电子气材料最高的室温和 77K二维电子气电子迁移率分别为 73 0 cm2 /V·s和 1 2 0 0 cm2 /V· s,相应的电子面密度分别是 7.6× 1 0 1 2 cm- 2和 7.1× 1 0 1 2 cm- 2 ;用所外延的 Al Ga N/Ga N二维电子气材料制备出了性能良好的 Al Ga N/Ga N HFET(异质结场效应晶体管 ) ,室温跨导为 5 0 m S/mm(栅长 1 μm) ,截止频率达 1 3 GHz(栅长 0 .5μm)。该器件在 3 0 0°C出现明显的并联电导 ,这可能是材料中的深中心在高温被激活所致     

Strain interactions between dislocation arrays in epitaxial Si x Ge1-x /Si heterostructures

Lattice disregistry that exists in epitaxial overgrowths is often accommodated by interfacial dislocation arrays. The transition between strain accommodation by uniform interfacial shear and by interfacial dislocations is fairly sharp and thought to be controlled by energy minimization considerations. In this paper we demonstrate an extension of the Frank-van der Merwe approach by incorporating the continuum methodology of Eshelby to the analysis of strain interactions between arrays of interfacial dislocations in a bi-layered epitaxial film. Numerical examples are given for a Si/Si _x Ge_1-x /Si heterostructure. The importance of such an analysis to the study of defect propagation through strained layer superlattices is briefly discussed.     

Crystalline CoFeB/Graphite Interfaces for Carbon Spintronics Fabricated by Solid Phase Epitaxy

Structurally ordered interfaces between ferromagnetic electrodes and graphene or graphite are of great interest for carbon spintronics, since they allow spin‐filtering due to k‐vector conservation. By solid phase epitaxy of amorphous/nanocrystalline CoFeB at elevated temperatures, the feasibility of fabricating crystalline interfaces between a 3d ferromagnetic alloy and graphite is demonstrated, without suffering from the unwetting problem that was commonly seen in many previous studies with 3d transition metals. The films fabricated on graphite in this way are found to have a strong body‐centered‐cubic (110) texture, albeit without a unique, well‐defined in‐plane epitaxial relationship with the substrate lattice. Using various X‐ray spectroscopic techniques, it is shown that boron suppresses the formation of CoFe‐O during CoFeB deposition, and then diffuses out of the CoFe lattice. Segregation of B occurred exclusively to the film surface upon in situ annealing, and not to the interface between CoFeB and graphite. This is favorable for obtaining a high spin polarization at the hybrid CoFe/graphite crystalline interface. The Co and Fe spin moments in the crystalline film, determined by X‐ray magnetic circular dichroism, are found to be bulk‐like, while their orbital moments show an unusual giant enhancement which has yet to be understood.     

Co/a-GeSi/Ti/Si多层薄膜固相反应外延生长CoSi_2薄膜

研究了在 Co/Ti/Si结构中加入非晶 Ge Si层对 Co Si2 /Si异质固相外延的影响 ,用离子束溅射方法在Si衬底上制备 Co/Ge Si/Ti/Si结构多层薄膜 ,通过快速热退火使多层薄膜发生固相反应。采用四探针电阻仪、AES、XRD、RBS等方法进行测试。实验表明 ,利用 Co/Ge Si/Ti/Si固相反应形成的 Co Si2 薄膜具有良好的外延特性和电学特性 ,Ti中间层和非晶 Ge Si中间层具有促进和改善 Co Si2 外延质量 ,减少衬底耗硅量的作用。Ge原子的存在能够改善外延 Co Si2 薄膜的晶格失配率     

Ge/Si量子点的控制生长

采用离子束溅射技术,在生长了Si缓冲层的硅晶片上制备了一系列Ge量子点样品.借助原子力显微镜(AFM)和Raman光谱等测试手段研究了Ge/Si量子点生长密度、尺寸及排列均匀性的演变规律.结果表明,改变Si缓冲层厚度及其生长方式,可以有效控制量子点的尺寸、均匀性和密度.随缓冲层厚度增大,量子点密度先增大后减小,停顿生长有利于提高缓冲层结晶性,从而提高量子点的密度,可以达到1.9×1010 cm-2.还研究了Si缓冲层在Ge量子点生长过程中的作用,并提出了量子点的生长模型.