Si_（1－x）Ge_x／Si定向耦合器的研制

在运用ＳｉＧｅ脊形波导单模条件和有效折射率法分析ＳｉＧｅ／Ｓｉ定向耦合器结构参数的基础上，采用分子束外延和各向异性腐蚀技术制备出Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ（ｘ＝０．０５）单模定向耦合器．在波长为１．３μｍ时，平均串音小于－１８．１ｄＢ，输出功率耦合效率达到９８．１％     

Si_（1—x）Gex／Si应变层超晶格的结构稳定性研究

利用喇曼散射谱研究了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ合金型超晶格的结构热稳定性．对超晶格中折叠声学模和各类光学模的散射谱所作的定量分析表明：在８００℃下退火１０分钟，超晶格中由于原子互扩散引起的界面展宽已经非常严重；相比之下，晶格弛豫的大小与材料的生长条件有关．对较低温度（４００℃）下生长的超晶格，晶格弛豫量并不大，仅为１６％．同时，我们也从理论上证实并且在实验上观察到：折叠声学模的带隙随超晶格界面展宽而减小．     

用RHEED强度振荡锁相外延控制Ge/Si超晶格的生长

观察了Ge,Ge/Si交替外延时的反射式高能电子衍射(RHEED)强度振荡现象,并由此研究了Si(100)和Si(111)衬底上分子束外延Ge,Ge/Si超薄叠层的生长行为和生长特性。利用RHEED强度振荡,锁相控制生长了Ge(2ML)/Si(2ML),Ge(4ML)/Si(4ML)超薄超晶格。 关键词：     

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_（0．5）Si_（0．5）／Si应变层超晶格材料退火稳定性的X射线双晶衍射研究

本文通过Ｘ射线双晶衍射和计算机模拟摇摆曲线方法研究了在Ｓｉ（００１）上生长的ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ（ｘ≈０．４６）应变层超晶格在不同退火条件下的稳定性和结构变化，结果表明：在退火过程中，应变层发生了应变弛豫，其弛豫时间常数与退火温度有关，弛豫的激活能为０．５５ｅＶ．同时，退火过程中超晶格的层与层之间发生了互扩散，直至为均一成份的合金层，平均扩散激活能为２．７ｅＶ，９５０℃时的扩散系数ＤＴ＝９５０℃＝１．１e－２０ｍ２／ｓ．在退火过程中外延层的晶体完整性明显下降．     

用分子束外延在多孔硅衬底上外延单晶硅来实现SOI结构

用 HF溶液对单晶Si片进行阳极化处理,形成多孔 Si.将多孔Si衬底放入超高真空室在小剂量的Si原子束辐照下进行加热处理,在较低温度下(725—750℃)获得了清洁有序的表面.用分子束外延在多孔Si上生长了1-2μm的单晶Si膜,其卢瑟福背散射沟道产额极小X_(min)<3％,表明外延膜的单晶性能良好.SOI结构已通过随后的侧向氧化多孔Si层获得.     

Ge BEAM TREATMENT OF Si SUBSTRATE FOR MOLECULAR BEAM EPITAXY

A new surface cleaning method for Si MBE is described in which a very weak Ge beam flux is deposited on the surface for removing the thin passivative layer of SiO₂ on the Si subetrate. It has proved that the SiO₂ will react with Ge at a relatively low temperature (620℃), and as a result, the oxide layer becomes volatile. Here the high temperature annealing in the conventional Shiraki method is no longer required, and since the oxide layer is removed in ultra high vacuum, only very little carbon contamination may occur. Furthermore, to reduce the excessive Ge on the substrate surface, Ge is deposited at 620℃ and then the sample is annealed at 700℃; the residual Ge atoms on Si substrate can be reduced to less than 0.1 monolay-er (ML). Ge beam treatment turns out to be an effective low-temperature Si surface-cleaning method, especially for the heteroepitaxial growth of Ge_xSi_1-x/Si.     

Si1-xCex/Si量子阱发光材料制备及特性研究

在si(100)衬底上用分子束外延成功生长了Si_(1-x)Ge_x/si量子阱发光材料,发现在生长过程中背景杂质含量直接影响材料的发光特性,用光致发光(PL)和卢瑟福背散射(RBS)对样品质量进行标定。在PL测量中观察到合金量子阱带边激子分辨峰,并对发光峰能和峰宽作了讨论。 关键词：     

在Ge和SiGe复合缓冲层上生长高质量Ge／Si超晶格

利用Ｇｅ的三维生长特性和迅速弛豫，在Ｓｉ衬底上形成有一定高度的岛状Ｇｅ层，继续生长不到２００ｎｍＳｉＧｅ合金就可获得较高质量的缓冲层．这种很薄的缓冲层已用于生长Ｇｅ／Ｓｉ短周期超晶格．超晶格的优良性能表明Ｇｅ岛技术是生长配晶体的有效方法．薄的外延厚度和低的工艺温度与集成电路工艺是完全相容的．     

硼原子对Si(100)衬底上Ge量子点生长的影响

研究了硼原子对 Si( 1 0 0 )衬底上 Ge量子点自组织生长的影响 .硼原子的数量由 0单原子层变到 0 .3单原子层 .原子力显微镜的观察表明 ,硼原子不仅对量子点的大小 ,而且对其尺寸均匀性及密度都有很大影响 .当硼原子的数量为 0 .2单原子层时 ,获得了底部直径为 60± 5nm,面密度为 6× 1 0 9cm- 2 ,且均匀性很好的 Ge量子点 .另外 ,还简单讨论了硼原子对 Ge量子点自组织生长影响的机制 .