应变Si1—xGex层本征载流子浓度和有效态密度的解析计算

计算了应变Ｓｉ１－ｘＧｅ层的本征载流子浓度及导带和价带有效态密度。用解析方法研究了它们与Ｇｅ组分ｘ和温度Ｔ的依赖关系。发现随Ｇｅ组分ｘ的增加，导带和价带有效态密度随之快速减小，而本征载流子浓度却随之而近乎指数式地增加。而且，温度Ｔ越低，导带和价带有效态密度随Ｇｅ组分ｘ的增加而减小得越快，而本征载流子浓度上升得越快。同时还发现，具有大Ｇｅ组分ｘ的应变Ｓｉ－ｘＧｅｘ层，其用Ｓｉ相应参数归一化的导带和价     

应变Si_（1－x）Ge_x层本征载流子浓度和有效态密度的解析计算

计算了应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层的本征载流子浓度及导带和价带有效态密度。用解析方法研究了它们与Ｇｅ组分ｘ和温度Ｔ的依赖关系。发现随Ｇｅ组分ｘ的增加，导带和价带有效态密度随之快速减小，而本征载流于浓度却随之而近乎指数式地增加。而且，温度Ｔ越低，导带和价带有效态密度随Ｇｅ组分ｘ的增加而减小得越快，而本征载流于浓度上升得越快。同时还发现，具有大Ｇｅ组分ｘ的应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层，其用Ｓｉ相应参数归一化的导带和价带有效态密度及它们的积对温度Ｔ的依赖关系弱，而具有小Ｇｅ组分ｘ的应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层，上述归一化参数对温度Ｔ的依赖关系强，这和目前仅有的文献［８］中，它们与温度依赖关系的定性研究结果相一致。     

(111) Si基应变材料本征载流子浓度研究

在分析(111)Si基应变材料[应变Si/(111)Si1-xGex、应变Si1-xGex/(111)si]能带结构的基础上,获得了其态密度有效质量与应力及温度的理论关系,并在此基础上,进一步建立了300 K时(111) Si基应变材料与应力相关的本征载流子浓度模型.结果表明:应变Si/(111)Si1-xGex材料本...     

硅低温本征载流子浓度的计算

本文提出了低温区高精度的禁带宽度的表达式,获得了低温区本征载流子浓度的简明公式。考虑到禁带变窄效应的作用,本文导出了重掺杂硅中本征载流子浓度与温度和杂质浓度的关系式。与常温情况相比,低温下本征载流子浓度将随杂质浓度的上升更为剧烈地上升。     

p型重掺杂应变Si1-xGex层中少子常温和低温行为

采用解析的方法计算了少数载流子浓度与Ge组分x、温度T以及掺杂浓度N的关系。发现常温时,在同一掺杂浓度下,少子浓度随Ge组分的增加而增大,其增加的速度越来越快;在同一Ge组分下,少子浓度随掺杂浓度的增加而减少,其减少的速度越来越慢。低温下,在考虑杂质不完全电离的同时,对由非简并情形向简并情形过渡的杂质电离出来的空穴浓度进行了修正,发现在同一Ge组分下,少子浓度随掺杂浓度的增加而增大,其增加的速度变得越来越快。同一掺杂浓度下,少子浓度随Ge组分的增加而增大,其增加的速度,轻掺杂时增加的较慢,重掺杂时增加得越来越快。     

p型Si1—xGex应变层中重掺杂禁带窄带的计算

针对应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ的应变致价带分裂和重掺杂对裂值的影响，提出了该合金价带结构的等价有效简并度模型。模型中考虑了非抛物线价带结构。应用这个模型，计算了赝晶生长在〈１００〉Ｓｉ衬底上的ｐ型Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变层的重掺杂禁带窄带，发现当杂质浓度超过约２￣３×１０＾１９ｃｍ＾－３后，它在某一Ｇｅ组分下得到极大值，而当掺杂低于此浓度时，它则随Ｇｅ组分的增加单调下降。与实验报道的对比证实了本模型的有效性     

本征缺陷对（Ge）n／（Si）n应变层超晶格电子结构的影响

本文研究了（Ｇｅ）ｎ／（Ｓｉ）ｎ应变层超晶格（ＳＬＳ）中存在Ｇｅ或Ｓｉ空位时的性质。用Ｒｃｃｕｒｓｉｏｎ［’］方法计算了空位近邻原子的局域态密度（ＬＤＯＳ）和分波态密度（ＰＤＯＳ），计算了超晶格晶胞的总态密度，并得出了各原子的原子价．通过计算我们得出，空位附近原子在带隙中央存在缺陷电子态，空位区形成正电中心，且有空位与没有空位的薄层间存在局域的内建电场。     

应变p型Si1-xGex层中载流子冻析

本文用解析的方法研究了应变Ｐ型Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层中载流子冻析现象，研究发现，用Ｓｉ归一化的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ价带有效态密度、随ｘ的增加而减小，而且温度Ｔ越低，随Ｇｅ组份ｘ的增加而减少的速度越快，与Ｓｉ相比，常温下Ｇｅ组份ｘ几乎对电离 杂质浓度没有什么影响，而在低温下，随Ｇｅ组份ｘ的增加，电离杂质浓度随之增加，载流子冻析减弱，这对低温工作的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ器件有利。     

应变Si1-xGex材料掺杂浓度的表征技术

在分析研究Sil-xGex材料多子迁移率模型的基础上，建立了Sil-xGex材料电阻率与其Ge组分、掺杂浓度及温度关系的曲线谱图．同时，通过对半导体材料掺杂浓度各种表征技术的分析和实验研究，提出了采用四探针法表征Sil-xGex材料掺杂浓度的技术．此表征技术与Si材料掺杂浓度的在线检测技术兼容，且更加简捷．此表征技术的可行性通过实验及对Sil-xGex材料样品掺杂浓度的理化分析得到了验证．     

应变Si/(001)Si1-xGex价带结构

应变SiCMOS技术是当前国内外研究发展的重点,在高速/高性能器件和电路中有极大的应用前景。基于(001)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的张应变Si的价带E(k)-k关系模型,研究获得了[100]和[001]晶向的价带结构及相应的空穴有效质量。结果表明,与弛豫材料相比,应变引起了应变Si/(001)Si1-xGex价带顶的劈裂,且同一晶向族内沿[001]和[100]两个晶向的价带结构在应力的作用下不再对称,相应的空穴有效质量随Ge组份有规律地变化。价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该结论为Si基应变PMOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据。     

应变Si1-xGex材料掺杂浓度的表征技术

在分析研究Si1-xGex材料多子迁移率模型的基础上,建立了Si1-xGex材料电阻率与其Ge组分、掺杂浓度及温度关系的曲线谱图.同时,通过对半导体材料掺杂浓度各种表征技术的分析和实验研究,提出了采用四探针法表征Si1-xGex材料掺杂浓度的技术.此表征技术与Si材料掺杂浓度的在线检测技术兼容,且更加简捷.此表征技术的可行性通过实验及对Si1-xGex材料样品掺杂浓度的理化分析得到了验证.     

温度、Ge含量和掺杂浓度对Si_(1-x)Ge_x禁带宽度的影响

提出了锗硅材料禁带宽度随锗含量、温度及掺杂浓度变化的经验公式 ,改善了以往经验公式局限性较大的缺点 ,拓宽了公式的使用范围 .分析并计算了不同温度、掺杂浓度以及不同材料的禁带变窄量 ,与实验数据进行了对比 ,两者符合得很好 .     

应变Si1-xGex(001)空穴有效质量各向异性

利用应变Si1-xGex技术提高空穴迁移率是当前国内外关注的研究领域和研究发展重点。基于KP理论框架,研究获得了应变Si1-xGex/(001)Si材料沿不同晶向及各向同性空穴有效质量。结果表明,应变Si1-xGex/(001)Si带边[1-11]、[001]、[1-10]、[-110]和[100]晶向空穴有效质量在压应力的作用下变化明显,其各向异性更加显著。此外,当Ge组份较大时,带边和亚带边空穴各向同性有效质量接近,传统的重空穴和轻空穴概念失去意义。价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该研究成果为Si基应变pMOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据。     

重掺杂P型Si1-xGex层中少数载流子浓度的低温特性

考虑了重掺杂引起的禁带变窄效应,建立起少数载流子室温和低温模型,并进行了定量的计算。研究发现,p-Si1-xGex中的少子浓度(电子)随x的增加而增加。在重掺杂条件下,常温时,少子浓度随杂质浓度的上升而下降;而低温时,少子浓度却随杂质浓度的上升而上升。