组份线性渐变SiGe缓冲层的生长及其表征

采用阶跃式 Ge H4 流量增加和温度降低的方法 ,在超高真空化学气相淀积系统中生长了线性渐变组份的 Si Ge缓冲层 ,并在其上生长出了驰豫的 Si0 .6 8Ge0 .32 外延层 .俄歇电子能谱证实缓冲层 Ge组份呈线性渐变 .Raman散射谱得出上表层应变驰豫度为 32 % ,与 X射线双晶衍射结果符合得很好 .腐蚀的样品观察到沿两个〈1 1 0〉方向规律性分布、大小和螺旋走向完全一致的位错团密度约为 5× 1 0 7/cm2 .分析了位错团产生的原因     

D-UHV/VCD系统中SiGe薄膜的低温生长

生长温度对SiGe合金的性能有重要影响.在双腔超高真空化学气相淀积生长中,通常采用液氮冷却的方法.该生长模式下,通入乙硅烷时腔内的生长气压约为10-5Pa,SiGe的最低生长温度约为550℃.为了降低生长温度,文中采用了不用液氮冷却的模式.腔内生长气压约为10-2Pa,增加3个数量级,并且将牛长温度降到了485℃,远低于传统的牛长温度.DCXRD测试和TEM图像表明,生长的SiGe薄膜和SiGe/Si超品格具有良好的晶格质量.结果证明,在LJHV/CVD系统中,这是一种有效的实现SiGe低温生长的方法.     

D-UHV/VCD系统中SiGe薄膜的低温生长

生长温度对SiGe合金的性能有重要影响. 在双腔超高真空化学气相淀积生长中,通常采用液氮冷却的方法. 该生长模式下,通入乙硅烷时腔内的生长气压约为1E-5Pa,SiGe的最低生长温度约为550℃. 为了降低生长温度,文中采用了不用液氮冷却的模式,腔内生长气压约为1E-2Pa,增加3个数量级,并且将生长温度降到了485℃,远低于传统的生长温度. DCXRD测试和TEM图像表明,生长的SiGe薄膜和SiGe/Si超晶格具有良好的晶格质量. 结果证明,在UHV/CVD系统中,这是一种有效的实现SiGe低温生长的方法.     

Raman谱研究不同缓冲层结构对Si1-xGex 应力弛豫的影响

应用Raman散射谱研究超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)生长的不同结构缓冲层对恒定组分上表层Si1-xGex层应力弛豫的影响.Raman散射的峰位不仅与Ge组分有关,而且与其中的应力状态有关.在完全应变和完全弛豫的情况下,Si1-xGex层中的Si-Si振动模式相对于衬底的偏移都与Ge组分成线性关系.根据实测的Raman峰位,估算了应力弛豫,结果表明:对组分渐变缓冲层结构而言,超品格缓冲层中界面间应力更大,把位错弯曲成一个封闭的环,既减少了表面位错密度,很大程度上又释放了应力.     

Raman谱研究不同缓冲层结构对Si_(1-x)Ge_x应力弛豫的影响

应用 Raman散射谱研究超高真空化学气相淀积 ( UHV/CVD)生长的不同结构缓冲层对恒定组分上表层 Si1- x Gex 层应力弛豫的影响 .Raman散射的峰位不仅与 Ge组分有关 ,而且与其中的应力状态有关 .在完全应变和完全弛豫的情况下 ,Si1- x Gex 层中的 Si- Si振动模式相对于衬底的偏移都与 Ge组分成线性关系 .根据实测的 Raman峰位 ,估算了应力弛豫 .结果表明 :对组分渐变缓冲层结构而言 ,超晶格缓冲层中界面间应力更大 ,把位错弯曲成一个封闭的环 ,既减少了表面位错密度 ,很大程度上又释放了应力     

低温外延生长应变SiGe材料研究

采用紫外光能量辅助化学气相淀积(UVCVD)方法,同时结合超高真空化学气相淀积(UHVCVD)及超低压化学气相淀积(ULPCVD)技术,在450℃低温外延生长了应变SiGe/Si材料。讨论了应变SiGe材料的结晶性及生长速率与生长温度和Ge组分的关系,给出了应变SiGe材料的X射线衍射分析结果。     

两种自主开发的图形外延SiGe工艺

使用清华大学微电子学研究所研发的UHV/CVD系统深入研究了图形外延SiGe工艺，分别选用单一的SiO2介质层和SiO2/Poly-Si复合介质层，作为图形外延SiGe单晶材料的窗口屏蔽介质，开发出了不同的实用化图形外延SiGe工艺.     

两种自主开发的图形外延SiGe工艺

使用清华大学微电子学研究所研发的UHV/CVD系统深入研究了图形外延SiGe工艺,分别选用单一的SiO2介质层和SiO2/P0ly-Si复合介质层,作为图形外延SiGe单晶材料的窗口屏蔽介质,开发出了不同的实用化图形外延SiGe工艺.     

用于SiGe材料生长的新型UHV/UV/CVD系统

介绍了新近研制的用于ＳｉＧｅ材料生长的超高真空（ＵＨＶ）／紫外光（ＵＶ）／能量辅助ＣＶＤ工艺系统。     

多层Ge量子点的生长及其光学特性

用超高真空化学气相淀积系统在Si(1 0 0 )衬底上生长了多层Ge量子点.分别用TEM和AFM分析了埋层和最上层量子点的形貌和尺寸,研究了量子点层数和Si隔离层厚度对上层Ge量子点的形状和尺寸分布的影响.观察到样品的低温PL谱线有明显蓝移(87meV) ,Ge量子点的PL谱线的半高宽度(FWHM )为46meV ,说明采用UHV/CVD生长的多层量子点适合量子光电器件的应用     

线性缓变SiGe HBT低温基区滚越时间的研究

提出了线性缓交ＳＩＧｅＨＢＴ的基区滚越时间τｂ的解析模型，基于该模型研究了基区渡越时问的低温行为。研究发现，τｂ随温度的降低而迅速减小，虽然大的基区Ｇｅ组份级变有利于τｂ的减少，但对小的基区缓变的ＨＢＴ，通过降低温度，也能使τｂ有较大的减小，改善其频率特性。     

干法氧化制备SiGe弛豫缓冲层及其表征

SiGe弛豫缓冲层是高性能Si基光电子与微电子器件集成的理想平台.通过1000℃干法氧化组分均匀的应变Si0.88Ge0.12层,在Si衬底上制备了表面Ge组分大于0.3,弛豫度大于95%,位错密度小于1.2×105cm-2的Ge组分渐变SiGe弛豫缓冲层.通过对不同氧化时间的样品的表征,分析了氧化过程中SiGe应变弛豫的主要机制.     

干法氧化制备SiGe弛豫缓冲层及其表征

SiGe弛豫缓冲层是高性能Si基光电子与微电子器件集成的理想平台.通过1000℃干法氧化组分均匀的应变Si0.88Ge0.12层,在Si衬底上制备了表面Ge组分大于0.3,弛豫度大于95%,位错密度小于1.2×105cm-2的Ge组分渐变SiGe弛豫缓冲层.通过对不同氧化时间的样品的表征,分析了氧化过程中SiGe应变弛豫的主要机制.     

HBT中基区内建电场的物理机制及其理论分析

计算了具有线性Ｇｅ 分布的ＳｉＧｅ 基区价带有效态密度和空穴浓度的分布，分析了基区内建电场的物理机制，分别采用Ｂｏｌｔｚｍ ａｎｎ 统计和Ｆｅｒｍ ｉ Ｄｉｒａｃ统计给出了内建电场分布的表达式并进行了计算，最后讨论了基区重掺杂对电场的影响     

Critical Thickness of Exponentially and Linearly Graded HgCdTe/CdZnTe

We have investigated the glide of strain-relaxing dislocations in closely lattice matched, liquid phase epitaxially (LPE) grown, HgCdTe. A generalized LPE heterostructure was modeled based on secondary-ion mass spectroscopy (SIMS) profile measurements. Critical thickness was predicted using a force balanced method which expands upon the work recently developed by Ayers. The behavior of dislocation dynamics is predicted with respect to exponentially and linearly graded metallurgical interfaces intrinsic to the high- temperature LPE growth process. The extended Ayers model is compared against x-ray topography and cross-sectional observations of misfit dislocations by the decoration of etch pits on cleaved HgCdTe/CdZnTe. The model predicts that, for bulk Cd/Zn compositions which are nearly lattice matched, the Zn compositional profile plays an important role in determining both the onset and distribution of misfit dislocations.     

高电子迁移率Si/SiGe异质结构:缓解性SiGe缓冲层的影响

在不同类型的部分缓解性SiGe缓冲层上生长了n型调制掺杂Si/SiGe异质结构,采用这一材料系统是为了得到足够大的导带突变。对样品进行了各种测试分析,如二次离子质谱,x光摆动像分析,透射电子显微镜分析,卢瑟福背散射分析和变温霍尔测量。在750℃生长的厚的线性渐变SiGe缓冲层样品中得到了最高的霍尔迁移率为1.5K下173000cm~2V~(-1)s~(-1)。这一层序达到的室温迁移率约为1800cm~2V~(-1)s~(-1)。发现不管是用没有Ge组分渐变的一般缓冲层,还是直接用有源层是调制掺杂SiGe势垒开始以缓解应变了的Si阱层,主要是在低温下霍尔迁移率严重地下降。     

非对称线性缓变结击穿电压的解析计算

通过有效掺杂浓度梯度的定义和耗尽近似求解 ,得到非对称线性缓变结击穿电压的简洁表达式。借助计算的有效掺杂浓度梯度和双边对称线性结击穿电压公式 ,可以方便地计算出非对称线性结的击穿电压。     

应用逆算子方法定量分析线性缓变p－n结

逆算子方法是一类新的求解强非线性问题的非数值方法．本文采用此类方法分析线性缓变ｐ－ｎ结．先把分析问题表述为一维非线性Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，再应用逆算子方法求解该强非线性常微分方程，并采用Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ软件推导其近似解析解，还对求得的近似解作了误差分析研究．模拟计算结果较为精确、可靠，基本上实现了线性缓变ｐ－ｎ结的定量分析，有助于更深入地定量研究ｐ－ｎ结的物理机理．此项研究表明，逆算子方法具有一定的优越性，它将为半导体器件的数值分析开辟一条新的途径．     

异质结位置对缓变集电结SiGe HBT性能的影响

研究了npn型SiGe HBT集电结附近的异质结位置对器件性能的影响.采用Taurus-Medici 2D器件模拟软件,在渐变集电结SiGe HBT的杂质分布不变的情况下,模拟了各种异质结位置时的器件直流增益特性和频率特性.同时比较了处于不同集电结偏压下的直流增益和截止频率.分析发现即使没有出现导带势垒,器件的直流和高频特性仍受SiGe层中性基区边界位置的影响.模拟结果对SiGe HBT的设计和分析都具有实际意义.