铁硅化合物β-FeSi2带间光学跃迁的理论研究

采用基于第一性原理的赝势平面波方法系统地计算了β-FeSi2基态的几何结构、能带结构和光学性质.能带结构计算表明β-FeSi2属于一种准直接带隙半导体,禁带宽度为0.74eV;其能态密度主要由Fe的3d层电子和Si的3p层电子的能态密度决定;利用计算的能带结构和态密度分析了带间跃迁占主导地位的β-FeSi2材料的介电函数、反射谱、折射率以及消光系数等光学性质计算结果,复介电函数的计算结果表明β-FeSi2具有各向异性的性质;吸收系数最大峰值为2.67×105 cm-1.     

铁硅化合物β-FeSi2带间光学跃迁的理论研究

采用基于第一性原理的赝势平面波方法系统地计算了β-FeSi2基态的几何结构、能带结构和光学性质.能带结构计算表明β-FeSi2属于一种准直接带隙半导体,禁带宽度为0.74eV;其能态密度主要由Fe的3d层电子和Si的3p层电子的能态密度决定;利用计算的能带结构和态密度分析了带间跃迁占主导地位的β-FeSi2材料的介电函数、反射谱、折射率以及消光系数等光学性质计算结果,复介电函数的计算结果表明β-FeSi2具有各向异性的性质;吸收系数最大峰值为2.67×105 cm-1.     

硅上超高真空CVD生长硅锗外延层及其特性研究

我们利用自行研制的ＵＨＶ／ＣＶＤ技术在直径３英寸的硅衬底上生长了锗硅外延层,并进行了实时掺杂生长．采用Ｘ射线双晶衍射和二次离子质谱技术确定了外延层的质量与组分,利用扩展电阻仪对外延层电阻率进行了表征,研究了生长特性和材料特性．由此获得生长速率及组分与源气体流量的关系曲线,发现生长速度随Ｇｅ组分的增加而降低,以氢气为载气的Ｂ２Ｈ６对锗硅合金的生长速率有促进作用．     

掺杂β-FeSi2的电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,对掺入Mn,Cr,Co,Ni的β-FeSi2的几何结构、能带结构和光学性质进行了研究.计算结果表明:(1)杂质的掺入改变了晶胞体积及原子位置,掺杂足调制材料电子结构的有效方式;(2)系统总能量的计算表明Mn掺杂时倾向于置换Fel位的Fe原子,而Cr,Co,Ni倾向于取代Fell位的Fe原子;能带结构的计算表明掺Mn,Cr使得β-FeSi2的费米面向价带移动,形成了P型半导体;而掺Co,Ni则使得β-FeSi2的费米面向导带移动,形成了n型半导体;(3)杂质原子的掺入在费米面附近提供了大量的载流子,改变了电子在带间的跃迁,对β-FeSi2的光学性质造成影响.     

掺杂β-FeSi2的电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,对掺入Mn,Cr,Co,Ni的β-FeSi2的几何结构、能带结构和光学性质进行了研究.计算结果表明:(1)杂质的掺入改变了晶胞体积及原子位置,掺杂足调制材料电子结构的有效方式;(2)系统总能量的计算表明Mn掺杂时倾向于置换Fel位的Fe原子,而Cr,Co,Ni倾向于取代Fell位的Fe原子;能带结构的计算表明掺Mn,Cr使得β-FeSi2的费米面向价带移动,形成了P型半导体;而掺Co,Ni则使得β-FeSi2的费米面向导带移动,形成了n型半导体;(3)杂质原子的掺入在费米面附近提供了大量的载流子,改变了电子在带间的跃迁,对β-FeSi2的光学性质造成影响.     

硅表面的电子态及其光学性质

半导体光学元器件的飞速发展激发了大量有关硅表面及其吸附以及半导体界面光学性质的理论研究。从微观电子结构数据计算线性和非线性光学常数和光谱是一种有效的方法。我们采用高斯型基表象作为紧束缚方法中的原子轨道,用6层或12层排     

兰宝石上外延硅工艺及其应用

本文着重于SOS材料制备及提高其性能的工艺.并用它研制成硅-兰宝石半导体压力传感器及LC4023和LC4027辐射加固的CMOS/SOS集成电路.其主要性能为国内领先,达到八十年代的国际同类产品的水平,并已用于工业部门.     

重掺As衬底上超高阻薄层硅外延片的制备

超高阻薄层硅外延片可用于制备光电探测器的二极管、瞬态电压抑制二极管等分立器件。利用E200型单片外延炉在直径为150 mm的重掺As硅单晶衬底上制备了参数可控且均匀性高的外延层。采用多次本征生长技术,在重掺As硅衬底边缘形成掺杂原子耗尽层,有效减少了重掺As硅衬底的自掺效应。同时应用低温外延技术、无HCl抛光技术,研制出超高阻薄层硅外延片,外延层电阻率为1 093Ω·cm,外延层厚度为12.06μm,满足外延层厚度(12±1)μm、外延层电阻率大于1 000Ω·cm的设计要求,片内电阻率不均匀性为4.36%,片内厚度不均匀性为0.5%。外延片已用于批量生产。     

MOCVD生长AlGaInN外延层的光学性质研究

对AlInGaN四元合金进行了微区发光和拉曼散射研究．根据V-形缺陷周围扫描电镜图像和阴极荧光光谱的分析，确定AlInGaN外延层中V-形缺陷的形成与铟的分凝之间的关系．同时，用波长为325纳米的短波长激光研究了AlInGaN外延薄层的拉曼散射，测量了合金铝组分改变引起的A1(LO)声子的频率移动，观测到了出射共振引起的LO声子拉曼散射谱的共振加强，此共振过程的机制是一种类级联的电子-多声子互作用机制．     

密度泛函理论研究：高压对β-FeSi2 (100)/Si(001)界面光学性质影响

高压对半导体材料β-FeSi2带隙和光学性质具有很好的调节作用。在本工作中,我们利用密度泛函理论研究了高压对具有Si缺陷结构的β-FeSi2 (100)/Si(001) 界面光学吸收行为的影响。随着压强的增大,光学吸收峰首先减小到一个最小值,然后才慢慢的增大。电子轨道分析表明：电子从价带的最高占据态到导带的最低非占据态的跃迁过程主要发生在界面区域的Fe原子轨道。结构分析表明：这种新奇光吸收行为依赖于施加在β-FeSi2 (100)界面区域的压力,Si(001) 结构可以部分的抵消施加在β-FeSi2 (100) 界面区域的压力,从而造成光吸收峰的下移。但是,当施加的压力足够大时,这种抵消作用开始减弱,从而造成光学吸收峰缓慢的上移。本研究表明压力可以有效的修饰其光学吸收行为。     

碳掺杂β-FeSi2薄膜的电子显微学研究

本文利用透射电子显微镜对离子注入合成的β-FeSi2和β-Fe(C,Si)2薄膜进行了对比研究.电镜观察结果表明,选择C作为掺杂元素,能够得到界面平直、厚度均一的高质量β相薄膜,晶粒得到细化,β-FeSi2层稳定性提高.尤其在60kV、4×1017ions/cm2条件下注入直接形成非晶,在退火后会晶化为界面平滑、厚度均匀的β-FeSi2薄膜.因此从微结构角度考虑,引入C离子有益于提高β-FeSi2薄膜的质量.     

磁控溅射法在6H-SiC衬底上制备β-FeSi2薄膜

采用磁控溅射FeSi₂、Si靶加后续退火法在6H-SiC(0001)衬底上成功制备了β-FeSi₂薄膜.采用XRD、SEM、AFM和Raman等测试手段对β-FeSi₂薄膜的结构及形貌等特性进行了表征。XRD结果表明,当退火温度从500℃增加到900℃时,溅射的非晶FeSi₂薄膜逐步相变为β-FeSi₂薄膜,且其最佳的退火温度为900℃;SEM测试结果表明β-FeSi₂薄膜表面较为平整、致密,β-FeSi₂/6H-SiC界面清晰陡峭,薄膜表面粗糙度(RMS)为0.87nm;β-FeSi₂薄膜的光学带隙为0.88eV。由此获得了在6H-SiC衬底上制备多晶β-FeSi₂薄膜的最佳工艺条件。     

注氮硅的光学性质

用红外吸收光谱、拉曼光谱、反射光谱、椭偏光法等研究了注氮硅的光学性质.注入条件为(1×10~(14)-1×10~(17))N·cm~(-2),70keV.研究结果表明:氮的电激活率很低,这与氮-硅原子间的络合以及残留的注入损伤有关.当注氮剂量≥1×10~(16)N·cm~(-2)时,实验结果表明,形成了无定形 Si_3N_4或硅氮络合物颗粒团.与此相联系,氮经热处理后不易产生外扩散.800℃,1小时退火,损伤也不易消除.注氮剂量约为1×10~6 N·cm~(-12)时,注入层的损伤纵向分布具有如下特征:表面层有一层很薄的紊乱区,之后有一轻损伤区,最后为饱和损伤区.在饱和损伤区与衬底之间存在较陡的边界.     

在蓝宝石上低温外延硅

<正> 一、引 言 近年来,围绕着如何提高蓝宝石上的硅外延薄膜(SOS)的质量和降低其成本这两个主要目标,在成膜工艺和方法上,各国科技工作者都进行了大量的探索和研究,并且取得了一定的成就.影响蓝宝石上的外延硅薄膜结构和电学性质的重要因素之一是Al_2O_3衬底的自掺杂作用.而这种自掺杂无论是在外延的工艺过程中还是在随后的器件工艺中,都是有害的,并且随着温度的升高而加剧,因此,SOS的低温工艺是当前研究课题之     

硅上超高真空CVD生长硅锗外处层及其特性研究

我们利用自行研制的ＵＨＶ／ＣＶＤ技术在直径３英雨的硅衬底上生长了锗硅外延层，并进行了实时掺杂生长，采用Ｘ射线双晶衍射和二次离子质谱技术确定了外延层的质量与组分，利用扩展电阻仪对外延层电阻率进行了表征，研究了生长特性和材料特性。由此获得了生长速率及组分与源气体流量的关系曲线，发策生长速率随Ｇｅ组分的增加而降低，以氢气为载气的Ｂ２Ｈ６对锗硅合金的生长速率有促进作用。     

硅上异质外延GaAs的进展

本文概述了硅上异质外延GaAs在生长工艺、生长机理以及器件、电路应用方面的最近进展。     

硅上异质外延GaAs的进展

本文概述了硅上异质外延GaAs在生长工艺、生长机理以及器件、电路应用方面的最近进展。     

用硅离子注入SiO2层方法制备的纳米硅的光学性质

报道了用硅离子注入热氧化生长的SiO2 层后热退火的方法制备纳米硅样品,并在室温下测量了样品的光致发光谱及其退火温度的关系.实验结果表明,在800℃以下退火的样品的发光是由于离子注入而引入SiO2 层的缺陷发光.在900℃以上退火,才观察到纳米硅的发生,在1100℃下退火,纳米硅发光达到最强.纳米硅的发光峰随退火温度升高而红移呈量子尺寸效应.在直角散射配置下,首次观察到纳米硅的特征拉曼散射峰,进一步证实了光致发光谱的结果.     

掺硅InGaN和掺硅GaN的光学性质的研究

采用光致发光方法研究了采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)在蓝宝石衬底上生长的掺硅InGaN和掺硅CaN材料的光学性质。在室温下．InGaN材料带边峰位置为437．0nm，半高宽为14．3nm；GaN材料带边峰位置为363．4nm．半高宽为9．5nm。进行变温测量发现．随温度的升高．两种材料的发光强度降低，半高宽增大；GaN材料的带边峰值能量位置出现红移现象．与Varshini公式符合较好；InGaN材料的带边峰值能量位置则出现红移-蓝移-红移现象．这与InGaN材料的局域态、热效应以及由于电子-空穴对的形成而造成的无序程度增加有关．对大于140K的峰值能量位置的红移用Varshini公式拟合．符合较好。