重掺B对应变SiGe材料能带结构的影响

硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)一般以重掺硼(B)的应变SiGe层作为基区.精确表征SiGe材料能带结构对SiGe HBT的设计具有重要的意义.在应变SiGe材料中，B的重掺杂一方面会因为重掺杂效应使带隙收缩，另一方面，B的引入还会部分补偿Ge引起的应变，从而改变应变引起的带隙变化.在重掺B的应变SiGe能带结构研究中，采用半经验方法，考虑了B的应变补偿作用对能带的影响，对Jain-Roulston模型进行修正，并分析了重掺杂引起的带隙收缩在导带和价带的分布.     

异质多晶SiGe栅应变Si NMOSFET物理模型研究

结合了“栅极工程”和“应变工程”二者的优点, 异质多晶SiGe栅应变Si MOSFET, 通过沿沟道方向使用不同功函数的多晶SiGe材料, 在应变的基础上进一步提高了MOSFET的性能. 本文结合其结构模型, 以应变Si NMOSFET为例, 建立了强反型时的准二维表面势模型, 并进一步获得了其阈值电压模型以及沟道电流的物理模型. 应用MATLAB对该器件模型进行了分析, 讨论了异质多晶SiGe栅功函数及栅长度、衬底SiGe中Ge组分等参数对器件阈值电压、沟道电流的影响, 获得了最优化的异质栅结构. 模型所得结果与仿真结果及相关文献给出的结论一致, 证明了该模型的正确性. 该研究为异质多晶SiGe栅应变Si MOSFET的设计制造提供了有价值的参考. 关键词： 异质多晶SiGe栅 应变Si NMOSFET 表面势 沟道电流     

Si/SiGe异质结构的硅盖层中应变对Raman谱特征的影响

应变Si/SiGe异质结构通过大剂量Ge离子注入并结合高温快速热退火制备而成。325 nm波长的紫外激光被用于调查应变Si盖层的Raman谱特征。实验发现,硅盖层中的张应变导致硅的520 cm-1的一级拉曼散射峰向低频方向偏移,峰的偏移程度反映硅盖层中横向张应力的大小约为12.5×108 N·m-2。硅盖层中的张应变并未导致1 555和2 330 cm-1的次级拉曼散射峰的变化。     

亚100 nm应变Si/SiGe nMOSFET阈值电压二维解析模型

本文基于二维泊松方程,建立了适用于亚100 nm应变Si/SiGe nMOSFET的阈值电压理论模型.为了保证该模型的准确性,同时考虑了器件尺寸减小所导致的物理效应,如短沟道效应,量子化效应等.通过将模型的计算结果与二维器件模拟器ISE的仿真结果进行对比分析,证明了本文提出的模型的正确性.最后,还讨论了亚100 nm器件中常规工艺对阈值电压的影响.该模型为亚100 nm小尺寸应变Si器件的分析设计提供了一定的参考. 关键词： 亚100nm 应变Si/SiGe nMOSFET 二维表面势 阈值电压     

Si/SiGe量子级联激光器研究进展

Si/SiGe量子级联激光器是一种新型的带内跃迁的红外光源,突破了Si基材料间接带隙特性对光跃迁的限制.Si/SiGe量子级联激光器的开发将为实现太赫兹有源器件的硅基集成产生深远影响.文章介绍了Si/SiGe量子级联激光器的工作原理,以及这类激光器在能带设计、材料生长和波导制作方面的最新进展.     

Si/SiGe量子级联激光器研究进展

Si／SiGe量子级联激光器是一种新型的带内跃迁的红外光源，突破了Si基材料间接带隙特性对光跃迁的限制。Si/SiGe量子级联激光器的开发将为实现太赫兹有源器件的硅基集成产生深远影响。文章介绍了Si/SiGe量子级联激光器的工作原理，以及这类激光器在能带设计、材料生长和波导制作方面的最新进展。     

光化学气相淀积SiGe/Si材料的机制分析

本文对光化学气相淀积SiGe/Si过程中气相反应机制和表面反应历程进行了分析和讨论.利用表面反应动力学的有关理论,结合光化学气相淀积的特点,推导出光化学气相淀积SiGe/Si过程中的生长速率和生长压力的关系.并给出该理论结果和实际实验结果的比较.     

人工带隙材料的拓扑性质

近年来,人工带隙材料(如声子晶体和光子晶体)由于其优异的性能,已成为新一代智能材料的研究焦点.另一方面,材料拓扑学由凝聚态物理领域逐渐延伸到其他粒子或准粒子系统,而研究人工带隙材料的拓扑性质更是受到人们的广泛关注,其特有的鲁棒边界态,具有缺陷免疫、背散射抑制和自旋轨道锁定的传输等特性,潜在应用前景巨大.本文简要介绍拓扑材料特有的鲁棒边界态的物理图像及其物理意义,并列举诸如光/声量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应、Floquet拓扑绝缘体等相关工作;利用Dirac方程,从原理上分析光/声拓扑性质的由来;最后对相关领域的发展方向和应用前景进行了相应的讨论.     

基于连续弹性理论分析量子线线宽对应变分布和带隙的影响

基于连续弹性理论分别采用数值方法和格林函数法讨论了量子线的应变分布.格林函数法可以得到应变分布的解析表示式,对规则形状的量子线的应变分布计算比较方便;连续弹性理论采取的是数值解法,结果精度不如格林函数法,但是能方便计算任意形状量子线的应变分布情况, 并可以考虑不同材料的弹性常数的影响.文章还具体讨论了量子线线宽对应变分布和带隙的影响,结果表明：沿线宽方向,应变的绝对值逐渐减小,并随线宽的增加而变大;带隙则随线宽的减小而增大. 关键词： 连续弹性理论 格林函数法 应变 带隙     

应变SiGe SOI量子阱沟道PMOSFET阈值电压模型研究

在绝缘层附着硅(SOI)结构的Si膜上生长SiGe合金制作具有SiGe量子阱沟道的SOI p型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOSFET)，该器件不仅具有SOI结构的优点，而且因量子阱中载流子迁移率高，所以进一步提高了器件的性能.在分析常规的Si SOI MOSFET基础上，建立了应变SiGe SOI 量子阱沟道PMOSFET的阈值电压模型和电流-电压(I-V)特性模型，利用Matlab对该结构器件的I-V特性、跨导及漏导特性进行了模拟分析，且与常规结构的器件作了对比.模拟结果表明，应变SiGe SOI量子阱沟道PMOSFET的性能均比常规结构的器件有大幅度提高. 关键词： 应变SiGe SOI MOSFET 阈值电压 模型     

pn结电容-电压法测量应变SiGe禁带宽度

利用应变SiGe/Si异质pn结电容-电压（C-V）特性确定SiGe禁带宽度的技术.该技术根据SiGe/Si异质pn结C-V实验曲线，计算出 pn结接触电势差，并得到SiGe/Si的价带偏移量和导带偏移量，进而求得SiGe禁带宽度.该技术测试方法简便，其过程物理意义清晰，既适用于分立的SiGe/Si异质pn结，也可直接分析SiGe/Si异质结器件中的SiGe 禁带宽度.实验结果与理论计算及其他相关文献报道的结果符合较好. 关键词： SiGe/Si 异质pn结 C-V 禁带宽度     

氧化SiGe/Si多量子阱制备Si基SiGe弛豫衬底

SiGe弛豫衬底是制备高性能Si基SiGe光电子器件的基础平台。本文通过1050℃不同时间氧化SiGe/SiMQW材料,分析氧化过程中Ge组分、弛豫度的变化趋势,制备位错密度低、表面平整、弛豫度超过60%的Si基Si0.75Ge0.25缓冲层。     

分子束外延生长SiGe合金中位错密度的研究

Schimmel腐蚀液腐蚀结合高倍光学显微镜观察发现，不同尺寸的掩膜窗内生长的SiGe外延层中的位错密度在整个外延层中从SiGe/Si界面到SiGe外延层表面由少到多，再由多到少明显地分成3个区，无掩膜窗限制的大面积区内的SiGe层则只呈现2个区，掩膜材料与掩膜窗尺寸不同，这3个区的位错密度也不同，掩膜形成过程中产生的应力对衬底晶格的影响，以及掩膜边界对衬底与外延层的影响是造成这种不同的根本原因。     

Study of valence intersubband absorption in tensile strained Si/SiGe quantum wells

The hole subband structures and effective masses of tensile strained Si/Sil-yGey quantum wells are calculated by using the 6 × 6 k·p method. The results show that when the tensile strain is induced in the quantum well, the light-hole state becomes the ground state, and the light hole effective masses in the growth direction are strongly reduced while the in-plane effective masses are considerable. Quantitative calculation of the valence intersubband transition between two light hole states in a 7nm tensile strained Si/Si0.55Ge0.45 quantum well grown on a relaxed Si0.5Ge0.5 （100） substrates shows a large absorption coefficient of 8400 cm^-1.     

UHV/CVD硅锗膜的Raman光谱分析

本文提出一种用Raman光谱测量SiGe合金膜中的锗组分及应变的方法,方法是非破坏的。并用这一方法测量了几种不同锗组分和膜厚度的SiGe合金样品,它们都是用UHV／CVD设备生长的,其中两个样品还与X－射线双晶衍射的结果作了比较,两种方法的结果十分一致,这说明本文提出的方法是准确可靠的,这些样品用于制作SiGe/Si异质结PMOSFET,对0．5um 沟长器件,跨导达112ms.mm^-1。     

Free-standing Si/SiGe micro- and nano-objects

Free-standing SiGe/Si microtubes, microneedles, helical coils, bridges and submicron vertical rings have been fabricated from elastically strained SiGe/Si heterostructures grown by ultra-high vacuum chemical vapor deposition. Three-dimensional micro- and nano-objects have been formed by self-scrolling after electron beam lithography, reactive ion etching and wet selective etching. Vertical rings with very smooth sidewalls may have applications in hot embossing lithography as well as in microelectronics and micromechanics. By adjusting the SiGe/Si bilayer thickness or Ge concentration, the diameter of tube or ring could be decreased into the nanometer scale.     

Electron spin resonance of the two-dimensional metallic state and the quantum Hall state in a Si/SiGe quantum well

We report electrically detected electron spin resonance (ESR) measurements of a high mobility two-dimensional (2D) electron system formed in a Si/SiGe quantum well, with millimeter wave in a high magnetic field . The negative ESR signal observed under an in-plane magnetic field gives direct evidence that the spin polarization leads to a resistance increase in the 2D metallic state. Suppression of spin decoherence was observed in the quantum Hall state at the Landau level filling factor ν=2. Strength of the nuclear magnetic field in the resonance is evaluated to be less than , much smaller than that reported for GaAs/AlGaAs heterostructures.     

Electroluminescence from Si/SiGe quantum cascade emitters

Intersubband electroluminescence results are presented from Si/SiGe quantum cascade emitters at 3.2 THz and at temperatures up to 150 K. The effect of adding doping into the active quantum wells was studied in addition to reduced barrier widths from previous measurements. While the current through the sample is increased by the addition of doping, the emitted power is reduced through additional free carrier absorption and Coulombic scattering. Free electron laser measurements confirm the intersubband transitions in the quantum wells of the cascade devices and produce non-radiative lifetimes of 20 ps between 4 and 150 K.