应变层异质结ZnS／ZnSe的价带带阶

采用基于ＬＭＴＯ－ＡＳＡ的平均结合能计算方法，研究了在ＺｎＳｘＳｅ１－ｘ衬底上沿（００１）方向外延生长的应变层异质结ＺｎＳ／ＺｎＳｅ的价带带阶值。研究表明，应变的结果使价带带阶随衬底组分（ｘ）的变化呈非线性且单调的关系；与其他理论计算和实验结果比较，本文的计算结果比较理想。     

三组三元合金异质结的价带带阶

采用基于LMTO－ASA的平均键能计算方法和原子集团展开方法，研究了三组典型的晶格匹配三元合金异质结（GaAs）x（Ge2）1-x／GaAs，（AlAs）x（Ge2）1-x／GaAs和AlxGa1-xAs／GaAs的价带带阶△Ev（x）值。研究表明：AlxGa1-xAs／GaAs异质结的Mv（x）值随合金组分x的变化接近于线性；（GaAs）x（Ge2）1-x／GaAs和（AlAs）x（Ge2）1-x／GaAs的△Ev（x）值随合金组分x的变化是非线性的。△Ev（x）的理论计算值与实验结果相当符合。     

Si／Ge应变层异质结价带偏移的剪裁与设计

讨论应变层异质结价带偏移的剪裁、设计方法，研究Ｓｉ／Ｇｅ应变层异质结价带偏移设计参数与应变条件的关系，基于异质结中平均键能“对齐”，得到适用于Ｓｉ／Ｇｅ异质结价带偏移剪裁与设计的计算公式和图表。     

Si—GaAs（001）异质界面的价带不连续性及其应变效应

本应用平均键能理化和开势方法对理想的Ｓｉ－ＧａＡｓ（００１）异质界面的价带不连续性进行了理论确定,全面分析了应变的静流体分量和单轴分量所起的作用,以及阳离子浅ｄ轨道的影响,得出了Ｓｉ－ＧａＡｓ（００１）系统的各价带能量不连续值与弹性应变的定量关系,并对结果进行了讨论。     

Si／SiGe／Si双异质结晶体管异质结势垒效应（HBE）研究

本文研究了不同温度下Ｓｉ／ＳｉＧｅ／Ｓｉ双异质结晶体管异质结势垒效应，研究发现，集电结处价带能量差△Ｅｖ越大，ＨＢＥ越明显，在给定的△Ｅｖ下，随着温度的降低，ＨＢＥ越显著。     

GaN、AlN的形变势和应变层GaN/AlN异质结带阶的计算

本文采用混合基矢从头赝势能带计算方法研究了（００１）界面应变对ＧａＮ、ＡｌＮ应变层的能带、平均键能Ｅｍ和带阶参数Ｅｍｖ的影响．借助于带阶参数形变势的计算,预言了不同生长厚度情况下ＧａＮ／ＡｌＮ应变层异质结价带带阶和导带带阶．     

双应变SiGe/Si异质结CMOS的设计及其电学特性的Medici模拟

本文提出一种沟道长度为0.125 μm的异质结CMOS(HCMOS)器件结构.在该结构中,压应变的SiGe与张应变的Si分别作为异质结PMOS(HPMOS)与异质结NMOS(HNMOS)的沟道材料,且HPMOS与HNMOS为垂直层叠结构;为了精确地模拟该器件的电学特性,修正了应变SiGe与应变Si的空穴与电子的迁移率模型;利用Medici软件对该器件的直流与交流特性,以及输入输出特性进行了模拟与分析.模拟结果表明,相对于体Si CMOS器件,该器件具有更好的电学特性,正确的逻辑功能,且具有更短的延迟时间,同时,采用垂直层叠的结构此类器件还可节省约50%的版图面积,有利于电路的进一步集成.     

Si电光调制器与GeSi／Si异质结探测器的集成

提出了一种调制器与探测器集成的方案。它是在＜１００＞ｎ＾＋－Ｓｉ衬底上用外延、两次扩散等常规工艺先制作Ｓｉ脊表波导光调制器，接着在调制器光输出端的波导上用分子束外延和反应离子刻蚀制作ｐ－Ｇｅ０．６Ｓｉ０．４／ｐ－Ｓｉ探测器。     

p—GeSi／n^＋—Si异质结电光调制器

文章介绍了硅基光电子器件－ｐ－ＧｅＳｉ／ｎ＾＋－Ｓｉ异质结电光调制器的初步试验研究之后，给出了所研制调制器的调制深度为９０％时的调制电流约１８０ｍＡ。为了进一步减小调制电流和提高调制频率，提出了一些改进措施。     

应变Si/(001)Si1-xGex价带结构

应变SiCMOS技术是当前国内外研究发展的重点,在高速/高性能器件和电路中有极大的应用前景。基于(001)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的张应变Si的价带E(k)-k关系模型,研究获得了[100]和[001]晶向的价带结构及相应的空穴有效质量。结果表明,与弛豫材料相比,应变引起了应变Si/(001)Si1-xGex价带顶的劈裂,且同一晶向族内沿[001]和[100]两个晶向的价带结构在应力的作用下不再对称,相应的空穴有效质量随Ge组份有规律地变化。价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该结论为Si基应变PMOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据。     

应变Si1-xGex(001)空穴有效质量各向异性

利用应变Si1-xGex技术提高空穴迁移率是当前国内外关注的研究领域和研究发展重点。基于KP理论框架,研究获得了应变Si1-xGex/(001)Si材料沿不同晶向及各向同性空穴有效质量。结果表明,应变Si1-xGex/(001)Si带边[1-11]、[001]、[1-10]、[-110]和[100]晶向空穴有效质量在压应力的作用下变化明显,其各向异性更加显著。此外,当Ge组份较大时,带边和亚带边空穴各向同性有效质量接近,传统的重空穴和轻空穴概念失去意义。价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该研究成果为Si基应变pMOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据。     

应变Si/(001)Si1-xGex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。     

第一性原理研究应变Si/(001)Si_(1-X)Ge_X能带结构

应变SiCMOS技术是当前研究发展的重点,其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。基于密度泛函理论框架的第一性原理平面波赝势方法对双轴应变Si/(001)Si1-XGeX(X=0.1～0.4)的能带结构进行了研究,结果表明:应变消除了价带带边和导带带边的简并度;应变几乎没有改变电子有效质量,而沿[100]方向空穴有效质量随着Ge组份的增加而显著变小;导带劈裂能、价带劈裂能、禁带宽度与Ge组份X的拟合结果都是线性函数关系。以上结论为Si基应变MOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据。     

ZnSe heteroepitaxy on GaAs (110) substrate

ZnSe heteroepitaxial layers have been grown on GaAs (100), (110) on axis, and (110) 6° miscut substrates by molecular beam epitaxy. ZnSe on GaAs (110) shows smooth and featureless spectra from Rutherford backscattering channeling measurements taken along major crystalline directions, whereas ZnSe on GaAs (100) without pre-growth treatments exhibit large interface disorder in channeling spectra. ZnSe films grown on GaAs (110) on axis show facet formation over a wide range of growth conditions. The use of (110) 6° miscut substrates is shown to suppress facet formation; and under the correct growth conditions, facet-free surfaces are achieved. Etch pit density measurements give dislocation densities for ZnSe epitaxial layers grown on GaAs (100), (110) on axis, and (110) 6° miscut substrates of 10⁷/cm², 3 × 10⁵/cm² and 5 × 10⁴/cm², respectively. These results suggest that with further improvements to ZnSe growth on GaAs (110)-off substrates it may be possible to fabricate defect free ZnSe based laser devices.     

应变Si(100)态密度模型

应变Si技术是当前微电子领域研究发展的热点和重点,态密度是其材料的重要物理参量。基于应变Si/(100)Si1-xGex能带结构和载流子有效质量模型,获得了导带底电子和价带顶空穴态密度有效质量,并在此基础上建立了其导带底和价带顶附近态密度模型。该模型数据量化,可为应变Si/(100)Si1-xGex材料物理的理解及其他物理参量模型的建立奠定重要的理论基础。     

Optical characterisation of Ge islands grown on Si(110)

The growth of Ge islands on Si(110) substrates by low pressure chemical vapour deposition has been studied. Atomic force microscopy images reveal that multifaceted dome shaped islands appear on samples where the two-dimensional (2D) to three-dimensional (3D) growth mode changeover has occurred. Photoluminescence (PL) spectroscopy was used to investigate the growth as a function of the Ge coverage. The excitation power dependence of island PL spectra allowed one to point out a band filling effect and to determine the efficiency of radiative recombinations. In addition, island PL peak evolution with temperature underlined a good hole confinement.     

(ZnSe)_n/(Ge_2)_n(110)超晶格的电子结构和光学性质

用线性Muffin－Tin轨道（LMTO）能带计算方法对匹配超晶格（Znse）n／（Ge2）n（n=2－5）系统进行超元胞自洽计算。在此基础上，用冻结势方法计算该超晶格系统的价带带阶（bandoff－set）；用四面体方法计算了该系统的联合态密度，由此计算了该系统的光学介电函数应部ε2（ω）。计算结果表明，该超晶格系统的价带带阶约为1．44eV。（Znse）n／（Ge）n（110）超晶格的光吸收峰结合了体材料Znse和Ge光吸收峰的特点。     

Si/Si键合结构的电学性质测量及模拟

研究Si／Si键合的电学性质对于界面研究和微电子器件的制备有着重要意义。分析了亲水处理方法键合的不同Si／Si键合结构的I—V特性,然后用SOS模型对n—Si／n—Si的C—V特性做了计算机辅助模拟,并和实际C—V曲线比较得出了平带电压VFB和界面态密度Din,这些结果对于键合的界面性质的了解和研究都是有意义的。     

Determination of the Band Offset of GalnP- GaAs and AllnP- GaAs Quantum Wells by Optical Spectroscopy

We report the determination of band offset ratios, using photoluminescence excitation measurements, for GaInP/GaAs and AlInP/GaAs quantum wells grown by gas-source molecular beam epitaxy. To reduce the uncertainty related to the intermixing layer at heterointerfaces, the residual group-V source evacuation time was optimized for abrupt GalnP/GaAs (AlInP/GaAs) interfaces. Based upon thickness and composition values determined by double-crystal x-ray diffraction simulation and cross-sectional transmission electron microscopy, the transition energies of GalnP/GaAs and AlInP/GaAs quantum wells were calculated using a three-band Kane model with varying band-offset ratios. The best fit of measured data to calculated transition energies suggests that the valence-band offset ratio (γ band discontinuity) was 0.63 ± 0.05 for GalnP/GaAs and 0.54 ± 0.05 for AlInP/GaAs heterostructures. This result showed good agreement with photoluminescence data, indicating that the value is independent of temperature.