用快速热化学汽淀积法生长Si1—xGex及其在异质结双极晶体管中的应用

快速热化学汽相淀积法已用于生长100A厚度的Si和Si1-xGex结构，本文讨论了关于生长这种结构的气体变换与温度变换的相关指标。证明了用红外透射进行温度测量时活化温度可控制在600－700度之间，这种生长技术已用于逐层控温45A周期的超晶格结构以及接近理想电特性的异质结双极晶体管中。     

Si/Si_(1-x)Ge_x异质结双极晶体管和Si双极晶体管高频性能的比较分析

本文介绍了对Si/Si_(1-x)Ge_x异质结双极晶体管(HBT)和硅双极结晶体管(BJT)高频性能进行模拟比较的结果,其结构参数是为获得最高f_T≈f_(max)设计的。模拟研究表明,(1)Si/Si_(1-x)Ge_xHBT具有64GHz的峰值f_T(=f_(max)),它比Si BJT提高了16.4％;(2)发射极充电时间对高频性能有相当大的影响,即使电流密度高达80kAcm~(-2)时也是如此;(3)SiGe基区组分梯度和基区掺杂分布强烈影响着f_T和f_(max)。研究发现高斯梯度分布具有最高的峰值f_T=f_(max),据估计其峰值截止频率比均匀掺杂分布高30％;(4)高频性能对集电极设计的依赖关系表明,要在f_T、f_(max)和BV_(CBO)间进行折衷处理;并且(5)通过降低发射区或基区掺杂浓度,可设计出f_T超过100GHz的Si_(1-x)Ge_xHBT。同样,通过提高基区掺杂浓度和降低非本征电容和电阻,可实现100GHz的f_(max)。     

si/Si_(1-x)Ge_x/Si异质结双极晶体管中基区杂质外扩散与未掺杂Si_(1-x)Ge_x结隔离层的影响

研究了Si/Si_(1-x)Ge_x/Si n-p-n异质结双极晶体管(HBT)的结界面处基区杂质外扩散与标定的未掺杂Si_(1-x)Ge_x隔离层的影响。发现,来自重掺杂基区或非突变界面处少量硼的外扩散会在导带中形成寄生势垒,它严重地影响了HBT中集电极电流的提高。未掺杂界面隔离层能消除这些寄生势垒从而极大地提高了集电极电流。     

Si/Si_(1-x)Ge_x应变层异质结双极晶体管(HBT)交直流特性的仿真研究

本文报道了Ｓｉ／Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变层异质结双极晶体管（ＨＢＴ）交直流特性的仿真结果．通过用叠代法求漂移－扩散方程的数值解，确定器件的直流特性．再利用瞬态激励法，求解器件的交流特性参数．将基区Ｇｅ摩尔含量ｘ为０．２、０．３１的ＨＢＴ的模拟结果分别与有关文献报道的实验结果进行了比较，两者的结果符合良好     

Si_(1-x)Ge_x材料和双极型器件的进展

Ｓｉ１－ｘＧｅｘ材料具有许多优良的性质,高质量的应变外延层可以把能带工程的概念引入到Ⅳ族器件之中。外延Ｓｉ１－ｘＧｅｘ基区的异质结双极型晶体管（ＨＢＴ）获得了优良的性能,并且,其具有可以同硅工艺兼容的优点,把Ｓｉ１－ｘＧｅｘ同Ｓｉ集成的ＢｉＣＭＯＳ工艺取得了很大的发展,已经达到了工业应用的水平。Ｓｉ１－ｘＧｅｘ工艺的发展,电路速度的提高,也促进了微波集成电路的进步,提高了ＳｉＭＭＩＣ的应用频段。从目前的发展现状来看,已经达到了在射频（ＲＦ）通信中广泛应用的阶段。     

用金属有机化学汽相淀积法制备的寿命起过700小时的Al_xGa_(1-x)As-GaAs双异质结激光器

用金属有机化学汽相淀积法制作的Al_xGa_(1-x)As—GaAs多量子阱异质结激光器,室温(～26℃)连续工作寿命已超过700小时。在这个时间内器件的输出特性无任何退化。     

应变Si_(1-x)Ge_x/Si异质结材料的GSMBE生长及X射线双晶衍射研究

用GSMBE（GasSourceMolecularBeamEpitaxy）技术在国内首次研究了应变Si1-xGex／Si异质结材料的生长．并用X射线双晶衍射技术对样品进行了测试分析．对于Si(0.91)Ge(0．09)和Si(0.86)Ge(0.14)单层，其半宽度FWHM分别为100”和202”；对于Si(0.89)Ge(0.11)／Si多量子阱，其卫星峰多达15个以上．三种样品中的GeSi外延层干涉条纹清晰可见．结果表明，用GSMBE技术生长的Si1-xGex／Si异质结材料具有很好的结晶质量以及陡峭的界面．     

用溅射淀积法外延生长优质Cd_xHg_(1-x)Te薄膜

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射技术,已同时在几种CdTe衬底上(总面积为20cm~2)外延生长了Cd_xHg_(1-x)Te薄膜。薄膜在加热到310℃的衬底上生成,其淀积速率为0.6μm.h(总厚度≤30μm)。采用不同的实验方法对薄膜的结晶学特性进行了分析,这些方法包括:反射X-射线形貌、衍射分布图的半值宽度(FWHM)测量、透射电子显微镜分析(TEM)和卢瑟福反向散射分析(RBS)。TEM法,摆动曲线和RBS的结果揭示出薄膜具有很高的结晶学质量(外延层内的位错密度接近10~4cm~(-2))。在4K和300K之间测量了Cd_xHg_(1-x)Te外延层的霍耳系数。衬底温度为285℃时淀积的外延层(镉的组分为0.23,厚度16μm),在77K测量的结果是:载流子浓度n大约为2.7×10.(16)cm~(-3);霍耳迁移率为64000cm~2·V~(-1·S~(-1)。当镉的组分为0,31时(外延层厚度为18μm),则得到n=1.6×10~(16)cm~(-3);霍耳迁移率为16000cm~2·V~(-1)·S~(-1)。淀积出来的外延膜在双温区炉子内的汞气氛中退火后,其电学性质得到改善。n型外延膜的电子迁移率提高到接近用非最佳退火参量得到的体材料的水平。     

Si_(1-x)Ge_x/Si多层异质外延结构的研究

对制作的 Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多层异质外延结构进行了研究。并对其做了反射高能电子衍射（ＲＨＥＥＤ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扩展电阻（ＳＲ）等测量,给出了利用这种结构研制出的异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的输出特性曲线。     

Zn-doped InGaAs Base Heterojunction Bipolar Transistors Grown by Low Pressure Metal Organic Chemical Vapor Deposition

High performance InP/InGaAs heterojunction bipolar transistors(HBTs) have been widely used in high-speed electronic devices and optoelectronic integrated circuits. InP-based HBTs were fabricated by low pressure metal organic chemical vapor deposition(MOCVD) and wet chemical etching. The sub-collector and collector were grown at 655 ℃ and other layers at 550 ℃. To suppress the Zn out-diffusion in HBT, base layer was grown with a 16-minute growth interruption. Fabricated HBTs with emitter size of 2.5×20 μm2 showed current gain of 70～90, breakdown voltage(BVCE0)＞2 V, cut-off frequency(fT) of 60 GHz and the maximum relaxation frequency(fMAX) of 70 GHz.     

新颖的Si_(1-x)Ge_x/Si异质结内光电发射长波红外探测器和焦平面阵列的发展

本文主要介绍新颖的Si_(1-x)Ge_x/Si异质结内光电发射长波红外探测器和焦平面阵列的现状、典型结构、性能参数及制备技术.     

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     

Photoluminescence Properties of Si1—xGex／Si Strained Layer Structures

The investigation on optical properties of Si1-xGex/Si strained layer structures has been carried out actively in recent years.The photoluminescence has be-come a brisker subject in the studies of its various optical properties.A research develop-ment to photoluminescence properties of some new Si1-xGex/Si strained layer struc-tures is introduced.     

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。     

Raman谱研究不同缓冲层结构对Si_(1-x)Ge_x应力弛豫的影响

应用 Raman散射谱研究超高真空化学气相淀积 ( UHV/CVD)生长的不同结构缓冲层对恒定组分上表层 Si1- x Gex 层应力弛豫的影响 .Raman散射的峰位不仅与 Ge组分有关 ,而且与其中的应力状态有关 .在完全应变和完全弛豫的情况下 ,Si1- x Gex 层中的 Si- Si振动模式相对于衬底的偏移都与 Ge组分成线性关系 .根据实测的 Raman峰位 ,估算了应力弛豫 .结果表明 :对组分渐变缓冲层结构而言 ,超晶格缓冲层中界面间应力更大 ,把位错弯曲成一个封闭的环 ,既减少了表面位错密度 ,很大程度上又释放了应力     

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.