UHV／CVD外延生长锗硅碳三元合金的应变研究

用真高真空化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长掺C高达2．2％的Si1-x-yGexCy合金薄膜,外延层质量良好。用高分辨透射电子显微镜,X射线衍射,傅立叶红外吸收光谱以及拉曼光谱对外层进行了检测,结果表明：替代位C的加入,9明显缓解了宏观上的应变,但在合金中仍存在着微观应变。     

改善UHV／CVD外延生长环境提高GeSi／Si材料性能有效方法

本阐述了应用国产ＵＨＶ／ＣＶＤ设备处延生长的ＧｅＳｉ／Ｓｉ材料碳、氧含同的原因,定量地分析了有害残余气体的成分,提出了改善处延生长环境提高ＧｅＳｉ／Ｓｉ材料性能的有效方法。     

锗硅碳合金中碳的应变缓解效应研究

ＳｉＧｅＣ三元合金成为近年来人们研究的热点之一。处于替代位置的碳可以缓解ＳｉＧｅ合金的应变,同时调节其能带,在能带工程上提供了更大的灵活性。本文利用ＵＨＶ／ＣＶＤ技术生长了掺碳达２．２％的锗硅碳合金,获得了良好的外延层质量,并对碳的应变缓解效应进行了研究。     

退火对UHVCVD外延生长锗硅碳三元合金的影响

采用傅立叶红外吸收光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）研究了超高真空化学气相沉积外延生长的Si1-x-yGexCy三元合金的热稳定性，在比较高的退火温度下（950度或以上），Si1-x-yGexCy中的替代位的C逐步形成SiC沉淀，减弱了应变的补偿作用，从而增大了合金中的应变，显示出不同于Si1-x-yGex的驰豫行为。     

Si基Si1—x—yGexCy合金生长中C的影响

报道了Si基Si1-x-yGexCy合金生长中C对Ge组分和生长速率的抑制作用,提出一个Si,Ge、C原子的排列构型,从理论上给出了C对Ge组分的抑制度和Ge/C原子比的关系,并指出在富Ge情况下C对Ge的抑制作用会趋向于饱和。     

超高真空CVD生长锗硅外延层的应变驰豫

用超高真空ＣＶＤ技术在７８０℃生长了锗硅外延层及组分渐变缓冲层，并利用双晶Ｘ射线衍射仪研究了缓冲对外延层晶体质量的影响。结果表明，衬底与外延之间生长了组分几乎线性渐变的缓冲层，提高了外延层的晶体质量。     

国内首次用分子束外延生长出短周期InAa／GaSb超晶格

中科院半导体研究所超晶格国家重点实验室采用分子束外延技术，成功地在GaAs村底上生长出高质量Gasb厚膜材料和2～3μm波段InAs／GaSb超晶格材料。这是国内首次用分子束外延技术在GaAs衬底上生长出短周期InAs／GaSb超晶格。     

低温分子束外延生长GaAs材料及相关器件研究进展

本文概括了低温分子束外延GaAs(LT MBE GaAs)材料的发展历史及国内外的最新研究状况。简单介绍了这种材料在器件方面的应用及其性质的理论研究进展。针对此种材料研究中尚需解决的一些问题进行了讨论,并就国内现有基础分析了此项研究的必要性及可行性。     

Si(111)衬底上3C-SiC的固源MBE异质外延生长

国内首次利用固源分子束外延(MBE)技术,在衬底温度为1100℃时,以Si(111)为衬底成功地外延生长出了3C-SiC单晶薄膜。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)以及原位反射高能电子衍射(RHEED)等手段研究了外延薄膜的晶型、结晶质量、外延膜与衬底的外延取向关系,并考察了薄膜制备过程中衬底的碳化对薄膜质量的影响。结果表明,外延膜与衬底晶格取向完全一致;碳化可以减小SiC和衬底Si之间的晶格失配、释放应力、引入成核中心,有利于薄膜单晶质量的提高;碳化温度存在最佳值,这一现象与成核过程有关。     

UHV/CVD生长锗硅材料的偏析现象

本文对利用超高真空CVD方法生长的Si1-xGex合金外延层中的锗表面分布情况和Ge在界面偏析现象进行了深入的研究.通过XPS和SIMS图谱的研究,指出表面由于锗的偏析,造成锗在体内和表面的含量不同,在低温时生长锗硅合金,表面氢原子的吸附可有效地抑制锗的偏析,但随着温度的升高,氢的脱附造成锗的偏析现象更加明显.     

GexSi1-x/Si中应变的会聚束电子衍射研究

介绍了会聚束电子衍射（ＣＢＥＤ）技术与计算机模拟相结合测定ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ化学梯度层中应变分布的实验结果,提供了一种高空间分辨率,高灵敏度,且适用于任何材料系中微区晶格常数测定及应变分布研究的技术途径。     

放电等离子烧结Gd/Gd5Si2Ge2复合材料磁热效应研究

以高纯钆和Gd5Si2Ge2合金为原料,采用放电等离子烧结技术制备了两组元Gdx(Gd5Si2Ge2)1-x(x=0,0.33,0.5,0.7,1)层状复合磁制冷材料.通过自制的磁热效应测量仪器直接测量了复合材料在外加磁场1.5 T下的磁热效应(ΔTad).随着复合比例的变化,材料的最大绝热温变(ΔTad)从x=0.3时的1.6 K增加到x=0.7时的2.0 K,而最大绝热温变峰的位置从286K变到了293 K.同时,与单组元的Gd5Si2Ge2合金相比,随着钆的含量增加时,复合材料的最大绝热温变峰变宽.当x=0.7时,层状复合磁制冷材料在外加磁场1.5 T下的最大绝热温变(ΔT)在260-310K范围里从1.1 K变到2.0 K,这种材料非常适合作为室温磁制冷材料.     

Energetics of Ge addimers on the Si(1 0 0) and Ge(1 0 0) surfaces: a comparative study

The adsorption energetics of Ge dimers on the (1 0 0) surfaces of Ge and Si has been investigated using the first-principles molecular dynamics method. Four high-symmetry configurations have been considered and fully relaxed. The most stable configuration for Ge dimers on Si(1 0 0) is found to be in the trough between two surface dimer rows, oriented parallel to the substrate Si dimers. These results are consistent with recent experimental studies of the system using the scanning tunneling microscopy (STM), and help to clarify some existing controversies on the interpretation of the STM images. In contrast, for Ge dimers on Ge(1 0 0), the most stable configuration is on top of the substrate dimer row.     

MOCVD 生长及 TEM 表征 GaAs/Al_xGa_(1-x)As 量子异质结构材料

本文报道 MOCVD 生长 GaAs/Al_xGa_(1-x)As 量子异质结构材料(超晶格、量子阱及量子共振隧穿二极管),采用横断面透射显微术表征了样品的界面结构。实验表明:多量子阱与超晶格的周期性良好,层与层之间界面清晰,采用[100]带轴入射,观察到超晶格的 TEM 卫星衍射斑,测量到量子阱中电子的子能级跃迁吸收。研究了生长工艺和材料结构的关系,分析了影响 RT 器件的因素。     

Si基富Ge含量Si1-x-yGexCy异质结构的热退火行为研究

研究了Si基富Ge含量的Si1-x-yGexCy异质结构的热退火地为,采用等离子体增强化学气相淀积（PECVD）法在Si(100）衬底上淀积一层厚度为170nm的Si1-x-yGexCy薄膜（x-0.7,y-0.15),并在其上覆盖－Ge层,将样品分别在650度和800度下进行N2氛围下热退火20min。用拉曼谱（Raman),俄歇电子能谱（AES）以及X射线光电子能谱XPS等方法对样品进行研究。研究结果表明,低温PECVD法生长的Si1-x-yGexCy薄膜是一种亚稳结构,Ge/Si1-x-yGexCy/Si异质结构在650度下呈现不稳定性,薄膜中的Ge,C相对含量下降,且在界面处出现Ge,C原子的堆积,经过800度下退火20min的样品中C 含量基本为0,Ge相对含量下降至约20％左右,且薄膜的组分比较均匀。     

Island formation in Ge/Si epitaxy

We review current understanding of the island formation process, and outline some of the remaining problems. The initial island formation is coherent, with islands stabilised by the elastic relaxation associated with deformation of the substrate. We use finite element analysis to demonstrate the degree of relaxation associated with these deformations. The islands then relax further by introduction of dislocations. The first dislocations introduced in the large coherent islands are shown to be inclined burgers vectors (about 60°) adopting a nearly semicircular path around the island perimeter. The outstanding anomaly in Ge/Si growth is the temperature dependence of islanding, with slower relaxation rates and greater metastability associated with higher temperatures. We describe various possible explanations for this problem.     

Selective and non-selective growth by GSMBE/ULPCVD for heterojunction bipolar transistors

The challenges for thin film epitaxial techniques for the realisation of HBT device structures are: providing a high contrast between selective epitaxial growth (SEG) and non-selective epitaxial growth (NSEG) on patterned substrates; and fine control of the Ge concentration profile in the base region and the doping levels for all layers. A Gas Source MBE system has been modified for operation either in the conventional GSMBE mode or an Ultra Low Pressure CVD mode, namely the ‘by-pass mode’. This allows use of two growth modes to achieve the specified device structures. In particular, it has been demonstrated that a high As doping level (1.1×10¹⁸ cm⁻³) at a relatively low growth temperature and a rapid conversion to the non-selective mode, can be obtained using the by-pass mode. Non-graded and graded HBT test structures have been grown and characterised by SIMS and X-ray diffraction in order to calibrate the doping levels, the Ge concentration in the base region and the thickness of the layers.     

Ge/Si多层膜热稳定性的Raman光谱研究

用Raman光散射的方法，观察了磁控溅射技术制备的Ge/Si系列多层膜退火处理后的各Raman峰的变化，对其峰形、峰位及峰强的变化进行讨论分析。实验结果显示：Ge/Si多层膜经700℃热处理10min后，能改善各层的晶体质量，得到较完整的多层膜的结构。