p型重掺杂应变Si1-xGex层中少子常温和低温行为

采用解析的方法计算了少数载流子浓度与Ge组分x、温度T以及掺杂浓度N的关系。发现常温时,在同一掺杂浓度下,少子浓度随Ge组分的增加而增大,其增加的速度越来越快;在同一Ge组分下,少子浓度随掺杂浓度的增加而减少,其减少的速度越来越慢。低温下,在考虑杂质不完全电离的同时,对由非简并情形向简并情形过渡的杂质电离出来的空穴浓度进行了修正,发现在同一Ge组分下,少子浓度随掺杂浓度的增加而增大,其增加的速度变得越来越快。同一掺杂浓度下,少子浓度随Ge组分的增加而增大,其增加的速度,轻掺杂时增加的较慢,重掺杂时增加得越来越快。     

SiGe HBT基区渡越时间研究

对基于SiGe HBT基区本征载流子浓度和电子迁移率依赖于掺杂、基区Ge组分分布和速度饱和效应的基区渡越时间进行了研究。结果表明,相同Ge组分条件下,基区渡越时间bτ随WB由100 nm减薄到50 nm,降低了74.9%;相同WB,Ge组分为0.15比0.1 Ge组分的bτ减小了33.7%。该研究与其他文献的结果相吻合,可为SiGe HBT基区设计提供一定的理论指导。     

硅低温本征载流子浓度的计算

本文提出了低温区高精度的禁带宽度的表达式,获得了低温区本征载流子浓度的简明公式。考虑到禁带变窄效应的作用,本文导出了重掺杂硅中本征载流子浓度与温度和杂质浓度的关系式。与常温情况相比,低温下本征载流子浓度将随杂质浓度的上升更为剧烈地上升。     

Te掺杂的GaSb材料载流子特性研究

非故意掺杂的GaSb材料呈现p型导电,限制了GaSb材料在InAs/GaSb超晶格红外探测器等领域的应用。探究N型GaSb薄膜电学特性对估算超晶格载流子浓度以及制备超晶格衬底、缓冲层、电极接触层等提供了一定的理论依据。Te掺杂能够以抑制GaSb本征缺陷的方式实现N型GaSb薄膜的制备,利用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)技术,设置GaTe源温分别为420℃、450℃、480℃,分别在GaSb衬底与GaAs衬底上生长不同GaTe源温度下掺杂的GaSb薄膜,通过霍尔测试探究GaSb薄膜的电学特性。在77 K的霍尔测试中,发现在GaAs衬底上生长的GaSb薄膜均显示为N型半导体,载流子浓度随源温升高而增加。与非故意掺杂的GaSb相比,源温为420℃、450℃时由于载流子浓度增加而导致的杂质散射,迁移率大幅提高,且随温度升高而增加,但在480℃时,由于缺陷密度减小,迁移率大大减小。在GaSb衬底上生长7000  Be掺杂的GaSb缓冲层,再生长5000  Te掺杂的GaSb薄膜。结果发现,由于P型缓冲层的存在,当源温为420℃时,薄膜显示为P型半导体,空穴载流子的存在导致薄膜整体载流子浓度增加,且空穴和电子的补偿作用使迁移率大幅降低。源温为450℃、480℃时,薄膜仍为N型半导体,载流子浓度随温度增加,且为GaAs衬底上生长的GaSb薄膜载流子浓度的2～3倍;迁移率在450℃时最高,480℃时减小。设置GaTe源温为450℃时GaSb薄膜的载流子浓度较高且迁移率较高,参与超晶格材料的制备能够使整个材料的效果最佳。     

p型重掺杂应变Si1-xGex基区内建电场的物理机制

采用解析的方法计算了在基区掺杂为高斯分布,Ge组分分布为三角形分布和矩形三角形分布时基区内建电场的变化情况.重新拟合了价带有效态密度公式,并在计算内建电场时考虑了导带有效态密度的影响.发现加入Ge组分后引起的导带有效态密度变化、价带有效态密度变化以及禁带宽度变窄量变化对基区内建电场的影响要大于掺杂对内建电场的影响.Ge组分为三角形分布时,在总的Ge组分一定的条件下,内建电场从发射结到集电结逐渐变大.在任一给定位置x处,内建电场随着Ge组分的增加而增大.当Ge组分分布为矩形三角形分布时,对于给定的Ge组分转折点x1,基区内建电场从发射结到集电结缓慢地增大.在Ge组分恒定的区域,内建电场变化甚微,在Ge组分为线性缓变区域的同一位置x处,内建电场随Ge组分转折点x1的增大而缓慢地增大.此外,在x1附近内建电场变化有一个很大的陡坡.     

p型重掺杂应变Si1-xGex基区内建电场的物理机制

采用解析的方法计算了在基区掺杂为高斯分布,Ge组分分布为三角形分布和矩形三角形分布时基区内建电场的变化情况.重新拟合了价带有效态密度公式,并在计算内建电场时考虑了导带有效态密度的影响.发现加入Ge组分后引起的导带有效态密度变化、价带有效态密度变化以及禁带宽度变窄量变化对基区内建电场的影响要大于掺杂对内建电场的影响.Ge组分为三角形分布时,在总的Ge组分一定的条件下,内建电场从发射结到集电结逐渐变大.在任一给定位置x处,内建电场随着Ge组分的增加而增大.当Ge组分分布为矩形三角形分布时,对于给定的Ge组分转折点x1,基区内建电场从发射结到集电结缓慢地增大.在Ge组分恒定的区域,内建电场变化甚微,在Ge组分为线性缓变区域的同一位置x处,内建电场随Ge组分转折点x1的增大而缓慢地增大.此外,在x1附近内建电场变化有一个很大的陡坡.     

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     

HgCdTe晶体的本征载流子浓度的应用

HgCdTe晶体的本征激发决定于组份和温度。本征载流子浓度与组份、温度的关系早已得到广泛、深入的研究。由于自由载流子来源于杂质激发与本征激发,如果把杂质的影响考虑进去,就可以由本征载流子浓度推算出在高于77K的任何温度下的载流子浓度。反过来,如果知道处于本征激发占主导地位的某一温度时(如室温)的载流子浓度,就可以     

应变Si1-xGex材料掺杂浓度的表征技术

在分析研究Si1-xGex材料多子迁移率模型的基础上,建立了Si1-xGex材料电阻率与其Ge组分、掺杂浓度及温度关系的曲线谱图.同时,通过对半导体材料掺杂浓度各种表征技术的分析和实验研究,提出了采用四探针法表征Si1-xGex材料掺杂浓度的技术.此表征技术与Si材料掺杂浓度的在线检测技术兼容,且更加简捷.此表征技术的可行性通过实验及对Si1-xGex材料样品掺杂浓度的理化分析得到了验证.     

应变Si_(1-x)Ge_x材料掺杂浓度的表征技术

在分析研究Si1 -xGex 材料多子迁移率模型的基础上,建立了Si1 -xGex 材料电阻率与其Ge组分、掺杂浓度及温度关系的曲线谱图.同时,通过对半导体材料掺杂浓度各种表征技术的分析和实验研究,提出了采用四探针法表征Si1 -xGex 材料掺杂浓度的技术.此表征技术与Si材料掺杂浓度的在线检测技术兼容,且更加简捷.此表征技术的可行性通过实验及对Si1 -xGex 材料样品掺杂浓度的理化分析得到了验证     

重掺杂P型Si1-xGex层中少数载流子浓度的低温特性

考虑了重掺杂引起的禁带变窄效应,建立起少数载流子室温和低温模型,并进行了定量的计算。研究发现,p-Si1-xGex中的少子浓度(电子)随x的增加而增加。在重掺杂条件下,常温时,少子浓度随杂质浓度的上升而下降;而低温时,少子浓度却随杂质浓度的上升而上升。     

(111) Si基应变材料本征载流子浓度研究

在分析(111)Si基应变材料[应变Si/(111)Si1-xGex、应变Si1-xGex/(111)si]能带结构的基础上,获得了其态密度有效质量与应力及温度的理论关系,并在此基础上,进一步建立了300 K时(111) Si基应变材料与应力相关的本征载流子浓度模型.结果表明:应变Si/(111)Si1-xGex材料本...     

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。     

应变Si1-xGex材料掺杂浓度的表征技术

在分析研究Sil-xGex材料多子迁移率模型的基础上，建立了Sil-xGex材料电阻率与其Ge组分、掺杂浓度及温度关系的曲线谱图．同时，通过对半导体材料掺杂浓度各种表征技术的分析和实验研究，提出了采用四探针法表征Sil-xGex材料掺杂浓度的技术．此表征技术与Si材料掺杂浓度的在线检测技术兼容，且更加简捷．此表征技术的可行性通过实验及对Sil-xGex材料样品掺杂浓度的理化分析得到了验证．     

SiGe薄膜材料电阻率与掺杂浓度的关系研究

目前，应变Si1-xGex薄膜材料杂质浓度尚未有准确且简便易行的测试方法。为了快速准确地确定应变Si1-xGex薄膜材料的掺杂浓度，在研究应变Si1-xGex材料多子迁移率模型的基础上，采用Matlab编程模拟仿真，求解并建立了不同Ge组分下应变Si1-xGex薄膜材料掺杂浓度与其电阻率的关系曲线，讨论了轻、重掺杂两种情况下该关系曲线的变化趋势。通过Si1-xGex薄膜材料样品的四探针电阻率测试及电化学C-V掺杂浓度测试的对比实验，对本关系曲线进行了验证。     

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。