P型Si_（1－x）Ge_x应变层中重掺杂禁带窄变的计算

本文提出了应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ价带结构的等价有效简并度模型．借助这个模型，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变，发现当杂质浓度超过约２～３×１０１９ｃｍ－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．     

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     

As＋注入Si1—xGex的快速退火行为

用二次离子质谱对Ａｓ＋注入Ｓｉ１－ｘＧｅｘ的快速退火行为进行了研究，Ｓｉ１－ｘＧｅｘ样品中Ｇｅ组分分别为ｘ＝０．０９，０．２７和０．４３，Ａｓ注入剂量为２×１０＾１６ｃｍ＾－２，注放能量为１００ｋｅＶ，快速退火温度分别为９５０℃和１０５０℃，时间均为１８秒，实验结果表明，Ｓｉ２－ｘＧｅｘ样品，Ａｓ浓度分布呈组分密切相关，Ｇｅ组分越大，Ａｓ扩散越快，对于Ｇｅ组分较大的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ样吕，Ａｓdispla     

As~＋注入Si_（1－x）Ge_x的快速退火行为

用二次离子质谱对Ａｓ＋注入Ｓｉ（１－ｘ）Ｇｅｘ的快速退火行为进行了研究．Ｓｉ（１－ｘ）Ｇｅｘ样品中Ｇｅ组分分别为ｘ＝０．０９，０．２７和０．４３．Ａｓ＋注入剂量为２×１０（１６）ｃｍ（－２），注入能量为１００ｋｅＶ．快速退火温度分别为９５０℃和１０５０℃，时间均为１８秒．实验结果表明，Ｓｉ（１－ｘ）Ｇｅｘ中Ａｓ的扩散与Ｇｅ组分密切相关，Ｇｅ组分越大，Ａｓ扩散越快．对于Ｇｅ组分较大的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ样品，Ａｓ浓度分布呈现“盒形”（ｂｏｘ－ｓｈａｐｅｄ），表明扩散与Ａｓ浓度有关．Ｓｉ１－ｘＧｅｘ样品中Ａｓ的快     

1.3μm和1.55μm Si_(1-x)Ge_x波长信号分离器与Si_(1-x)Ge_x/Si应变超晶格探测器的集成

对１．３μｍ和１．５５μｍ波长的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ波长信号分离器（ＷＳＤ）和Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ应变超晶格（ＳＬＳ）红外探测器的集成结构进行了系统的分析和优化设计．优化结果为：（１）对Ｓｉ１－ｘＧｅｘＷＳＤ，Ｇｅ含量ｘ＝０．０５．波导的脊高和腐蚀深度分别为３μｍ和２．６μｍ．对应于λ１＝１．３μｍ和λ２＝１．５５μｍ波长的波导脊宽分别为１１μｍ和８．５μｍ．（２）对Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／ＳｉＳＬＳ探测器，Ｇｅ含量ｘ＝０．５．探测器的厚度为５５０ｎｍ，由２３个周期的６ｎｍＳｉ０．５Ｇｅ０．５＋１７ｎｍＳｉ组成．     

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。     

可调节势垒高度的Al／Si_（1—x）Gex肖特基接触

本文首次报道了Ａｌ／ｐ－Ｓｉ１－ｘＧｅｘ肖特基（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）接触的制备与电学性质．Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ应变外延层采用快速加热、超低压化学气相淀积方法生长．实验表明，改变Ｇｅ组分ｘ的大小可以调节肖特基势垒高度．随着Ｇｅ组分的增大，肖特基势垒高度降低，其降低值与Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变层带隙的降低值相一致，界面上费米能级钉扎于导带下约０．４３ｅＶ处．文中还研究了ＳｉＧｅ合金层的应变弛豫以及Ｓｉ顶层对肖特基接触特性的影响．     

GSMBE生长掺杂Si及GeSi/Si合金及其电学性质研究

用气态源分子束外延法对Ｓｉ及ＧｅＳｉ／Ｓｉ合金进行了Ｎ、Ｐ型掺杂研究，结果表明，杂质在外延层中的掺入行为取决于生长过程中乙硅烷与相关掺杂气体的竞争吸附与脱附过程，所获得的Ｎ型及Ｐ型载流子浓度范围分别为１．５×１０１６～４．０×１０１９ｃｍ－３及１．０×１０１７～２．０×１０１９ｃｍ－３，基于对Ｎ型Ｓｉ外延材料中迁移率与杂质浓度、温度的关系，我们用Ｋｌａａｓｓｅｎ模型对实验结果进行拟合，分析了不同散射机制，特别是少数载流子电离散射对迁移率的影响．此外，样品的二次离子谱及扩展电阻分析表明，Ｎ、Ｐ型杂质浓度纵向     

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。     

Residual Strain and Electronic Characteristics of Si-doped GaN

The residual strain and the damage induced by Si implantation in GaN samples have been studied, as well as the electronic characteristics. These as-grown samples are implanted with different doses of Si（1 × 10^14 cm^-2, 1×10^15 cm^-2 or ] × 10^16 cm^-2, ]00 keV） and following annealed by rapid thermal anneal（RTA） at 1 000℃ or 1 100℃ for 60 s. High resolution X-ray diffractometer（HRXRD） measurement reveals that the damage peak induced by the implantation appears and increases with the rise of the impurity dose, expanding the crystal lattice. The absolute value of biaxial strain decreases with the increase of the annealing temperature for the same sample. RT-Hall test reveals that the sample annealed at 1 100℃ acquires higher mobility and higher carrier density than that annealed at 1 000 ℃, which reflects that the residual strain（or residual stress） is the main scattering factor. And the sample C3（1 × 10^16 cm^-2 and annealed at 1100 ℃） acquires the best electronic characteristic with the carrier density of 3.25 × 10^19 cm^-3 and the carrier mobility of 31 cm2/（V·S）.     

(101)面生长双轴应变Si带边模型

采用结合形变势理论的k·p微扰法建立了(101)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的双轴应变Si的带边模型.结果表明:[001],[001],[100]及[100]方向能谷构成了该应变Si的导带带边,其能量值随Ge组分的增加而增加;导带劈裂能与Ge组分成正比例线性关系;价带三个带边能级都随Ge组分的增加而增加,而且Ge组分越高价带带边劈裂能值越大;禁带宽度随着Ge组分的增加而变小.该模型可获得量化的数据,为器件研究设计提供有价值的参考.     

应变Si/(111)Si1-xGex带边能级计算

采用结合形变势理论的k.p微扰法计算了（111）面弛豫Si1-xGex衬底生长双轴应变Si材料的带边能级。结果表明,应变Si/(111)Si1-xGex材料导带简并度与弛豫Si材料相同,价带带边简并度在应力的作用下部分消除,导带和价带带边能级均随着Ge组份（x）的增加而增加。此外,本文还给出了禁带宽度、价带劈裂能随Ge组份（x）的函数关系。以上量化结论可为Si基应变器件设计提供有价值的参考。     

HV/CVD系统Si、SiGe低温掺杂外延

研究了硼烷（B2H6）掺杂锗硅外延和磷烷（PH3）掺杂硅外延的外延速率和掺杂浓度与掺杂气体流量的关系．B浓度与B2H6流量基本上成正比例关系;生长了B浓度直至1019cm-3的多层阶梯结构,各层掺杂浓度均匀,过渡区约20nm,在整个外延层,Ge组分（x=0.20）均匀而稳定．PH3掺杂外延速率随PH3流量增加而逐渐下降;P浓度在PH3流量约为1.7sccm时达到了峰值（约6×1018cm-3）．分别按PH3流量递增和递减的顺序生长了多层结构用以研究PH3掺杂Si外延的特殊性质．     

Mechanisms determining three-dimensional SiGe lsland density on Si(001)

Thin, coherently strained, films of SiGe were deposited on Si(001) in the Stranski-Krastanow (SK) growth mode to form small, faceted, dislocation-free-three-dimensional (3D) islands. The number density of these islands was determined as functions of SiGe alloy composition, growth rate, and substrate temperature during growth. From these experiments, the classical model of 3D island nucleation and growth yields an approximate activation energy for diffusion of Ge dimers on a Ge covered Si(001) surface of 0.70 eV. The dependence of the 3D-island number density on growth rate cannot be understood without modifying the classical model to account for the wetting layer present in SK systems. Heteroepitaxial strain is not included in the classical model of island nucleation and growth. A simple linear elastic model that fits the data is developed that predicts the island number density is proportional to the inverse square of the Ge mole fraction in the alloy plus a constant.     

等离子体化学气相沉积非晶SiOx∶H（0≤x≤2.0）薄膜的红外光谱

以等离子体化学气相沉积法（PECVD）在300℃下用SiH4和O2混合气体制备了非晶SiOx∶H (a-SiOx∶H,0≤x≤2.0) 薄膜,并用傅里叶红外光谱（FT-IR）测试分析了薄膜中的Si—O—Si键红外吸收特性.Si—O—Si伸缩振动模在1050cm-1和1150cm-1附近有两个吸收峰,而弯曲振动模在800cm-1附近有一个吸收峰.1050cm-1和1150cm-1吸收带的吸收强度之和Isum与薄膜中的Si原子密度NSi之比Isum/NSi在氧含量x=0—2.0的范围内和x成正比.求得氧含量比例系数ASiO（Si—O谐振子强度的倒数）为1.48×1019cm-1.另外,a-SiO2薄膜的800cm-1和1050cm-1吸收峰的表观吸收系数αapp和膜厚d成正比:αapp=kd,求得吸收比例系数k分别为3.2×103和2.9×104cm-1.比较发现k值的大小和a-SiO2薄膜的致密性密切相关.利用上述ASiO和k比例系数,可快速简便地用非破坏性的FT-IR测定PECVD a-SiOx∶H的氧含量x以及a-SiO2的膜厚d.     

Si1-xGex/Si应变材料的生长及热稳定性研究

利用分子束外延（MBE）技术生长了Ge组份为0.1-0.46的Si1-xGex外延层。X射线衍射线测试表明，SiGe/Si异质结材料具有良好的结晶质量和陡峭界面，其它参数与可准确控制。通过X射线双晶衍射摆曲线方法，研究了经700℃、800℃和900℃退火后应变SiGe/Si异质结材料的热稳定性。结果表明，随着退火温度的提高，应变层垂直应变逐渐减小，并发生了应变弛豫，导致晶体质量退化；且Ge组分越小，Si1-xGex应变结构的热稳定性越好；室温下长时间存放的应变材料性能稳定。     

Calculation of band edge levels of strained Si/(111)Si_(1-x)Ge_x

Calculations were performed on the band edge levels of (111)-biaxially strained Si on relaxed Si_(1-x)Ge_x alloy using the k·p perturbation method coupled with deformation potential theory. The results show that the conduction band (CB) edge is characterized by six identicalvalleys, that the valence band (VB) edge degeneracies are partially lifted, and that both the CB and VB edge levels move up in electron energy as the Ge fraction (x) increases. In addition, the dependence of the indirect bandgap and the VB edge splitting energy on x was obtained. Quantitative data from the results supply valuable references for Si-based strained device design.     

单原子层应变超晶格(Si)_1/(Si_(1-x)Ge_x)_1(100)的电子结构

在计入应力的紧束缚框架之下计算了单原子层应变超晶格(Si)_1/(Si_1-xGo_x)_1的电子结构.对应于不同应变条件,得出能隙随组分的变化,并结合能带边不连续的变动加以考察.超晶格取Si(或Ge)晶格常数后能隙随组分的非单调变化源自合金受相同应力后能隙的类似特点.超晶格能带及态密度均呈现类Si的闪锌矿结构对称性.在虚晶近似得出的能隙和电子状态密度的基础上,利用相干势近似作了进一步的修正.     

应变Si/(001)Si_(1-x)Ge_x能带结构模型

应变Si材料的能带结构是研究设计高速/高性能器件和电路的理论基础。采用结合形变势理论的K.P微扰法建立了(001)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的张应变Si的能带结构模型。结果表明:[001]、[001]方向能谷构成了张应变Si导带带边,其能量值随Ge组分的增加而变小;导带劈裂能与Ge组分成线性关系;价带三个带边能级都随Ge组分的增加而增加,而且Ge组分越高价带带边劈裂能值越大;禁带宽度随着Ge组分的增加而变小。该模型可获得量化的数据,对器件研究设计可提供有价值的参考。