Ge/Si(100)量子点生长与形态分布的研究

利用超高真空化学气相淀积系统,通过控制淀积量、温度、流量等生长参数,在n型Si(100)衬底上自组装生长了一系列Ge量子点样品,用原子力显微镜进行了表征与分析.系统地研究了生长参数对Ge岛形态分布的影响并分析了有序、高密度Ge岛的生长机理.结果表明,从二维向三维岛跃迁后,最初形成的高宽比(高度与底宽的比值)在0.04～0.06之间的小岛是一种在低温下可以与圆顶岛共存的稳定岛,两种岛的分布随淀积参数的变化而变化.在高温下小岛几乎消失,流量的变化对小岛的密度影响较小.实验中获得小岛的密度最高为2.6×1010cm-2,圆顶岛的密度最高为4.2×109cm-2.     

硼原子对Si(100)衬底上Ge量子点生长的影响

研究了硼原子对 Si( 1 0 0 )衬底上 Ge量子点自组织生长的影响 .硼原子的数量由 0单原子层变到 0 .3单原子层 .原子力显微镜的观察表明 ,硼原子不仅对量子点的大小 ,而且对其尺寸均匀性及密度都有很大影响 .当硼原子的数量为 0 .2单原子层时 ,获得了底部直径为 60± 5nm,面密度为 6× 1 0 9cm- 2 ,且均匀性很好的 Ge量子点 .另外 ,还简单讨论了硼原子对 Ge量子点自组织生长影响的机制 .     

硼原子对Si(100)衬底上Ge量子点生长的影响

研究了硼原子对Si(100)衬底上Ge量子点自组织生长的影响.硼原子的数量由0单原子层变到0.3单原子层.原子力显微镜的观察表明,硼原子不仅对量子点的大小,而且对其尺寸均匀性及密度都有很大影响.当硼原子的数量为0.2单原子层时,获得了底部直径为60±5nm,面密度为6×109cm-2,且均匀性很好的Ge量子点.另外,还简单讨论了硼原子对Ge量子点自组织生长影响的机制.     

Si基Ge量子点光电探测器的研究

采用UHV／CVD方法在Si（100）衬底上生长了多层的自组织Ge量子点,用AFM对量子点的形貌和尺寸分布进行了研究。材料的低温（10K）PL谱测试表明,由于量子点的三维限制作用,跟体材料的Ge相比,Ge量子点的NP峰表现出87meV的蓝移。在此基础上,流水制作了p-i-n结构的量子点红外探测器。室温下,测得其在1．31μm和1．55μm的响应度分别为0．043mA／W和0．0014mA／W,覆盖了体Si探测器所不能达到的响应范围。     

UHV/CVD自对准生长Ge量子点(英文)

在超高真空化学汽相淀积设备(UHV/CVD)上生长了小尺寸、大密度、垂直自对准的Ge量子点。采用原子力显微镜分析量子点的尺寸,可优化其生长温度和时间,在550℃,15s的条件下生长出尺寸最小的量子点,直径30nm,高约2nm。最上层多层结构Ge量子点中岛状量子点的比例为75%,其直径66nm,高11nm,密度4.5×109cm-2。利用透射电子显微镜分析了垂直自对准的Ge量子点的截面形貌,结果表明多层结构Ge量子点是垂直自对准的。Ge量子点及其浸润层的喇曼谱峰位分别为299cm-1和417cm-1,说明Ge量子点是应变的并且界面存在互混现象。采用光荧光谱分析了Ge量子点的光学特性。     

HPT型Ge量子点红外探测器

异质结光敏晶体管(HPT)是一种具有内部电流增益的光电探测器,且与异质结双极晶体管(HBT)的制作工艺完全兼容.利用超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)方法在HBT晶体管的基区和集电区间加入多层Ge量子点材料作为光吸收区.TEM和DCXRD测试结果表明,生长的多层Ge量子点材料具有良好的晶体质量.为了提高HPT的发射...     

半导体量子点的尺寸分布对其荧光的影响

基于量子局域模型，用类似Ｋａｎｅ平均场方法和Ｌｉｆｓｈｉｔｚ几率观点获得半导体量子点体系的光荧光谱．对直径为ｄ的半导体量子点尺寸用对数高斯或高斯分布描述，研究表明：光荧光谱的线型在短波边不对称，与实验观测一致；尺寸服从一定的分布导致光荧光峰红移，可用于获得表观激子束缚能；尺寸分布对光荧光峰的宽度起重要作用     

多层Ge量子点的生长及其光学特性

用超高真空化学气相淀积系统在Si(100)衬底上生长了多层Ge量子点.分别用TEM和AFM分析了埋层和最上层量子点的形貌和尺寸,研究了量子点层数和Si隔离层厚度对上层Ge量子点的形状和尺寸分布的影响.观察到样品的低温PL谱线有明显蓝移(87meV),Ge量子点的PL谱线的半高宽度(FWHM)为46meV,说明采用UHV/CVD生长的多层量子点适合量子光电器件的应用.     

多层Ge量子点的生长及其光学特性

用超高真空化学气相淀积系统在Si(1 0 0 )衬底上生长了多层Ge量子点.分别用TEM和AFM分析了埋层和最上层量子点的形貌和尺寸,研究了量子点层数和Si隔离层厚度对上层Ge量子点的形状和尺寸分布的影响.观察到样品的低温PL谱线有明显蓝移(87meV) ,Ge量子点的PL谱线的半高宽度(FWHM )为46meV ,说明采用UHV/CVD生长的多层量子点适合量子光电器件的应用     

制作硅－锗器件的超高真空化学汽相淀积工艺

长期的研究表明，低温外延技术带来许多独特的好处，该技术能克服诸如采用常规ＣＶＤ作硅外延或离子注入所产生的随意的、不连续的掺杂剖面等缺陷。而低温外延技术的实现得益于ＵＨＶ／ＣＶＤ技术的应用，工业用的ＵＨＶ／ＣＶＤ系统已经成功地应用于ＳｉＧｅ器件的制备中，并取得了令人满意的结果。     

超高真空CVD对锗硅外延材料中锗分布的优化

对自行研制的超高真空化学气相外延设备(RHT/UHV/CVD SGE500)的气路系统进行了改进,使之能够生长出较好的Ge分布图形。利用X射线双晶衍射(DCXRD)和二次离子质谱(SIMS)测试技术,研究并优化了外延生长参量,最终得到了具有优化Ge分布的SiGe材料。     

UHV/CVD生长SiGe/Si异质结构材料

以 Si2 H6 和 Ge H4 作为源气体 ,用 UHV/CVD方法在 Si( 1 0 0 )衬底上生长了 Si1- x Gex 合金材料和 Si1- x Gex/Si多量子阱结构 .用原子力显微镜、X光双晶衍射和透射电子显微镜对样品的表面形貌、均匀性、晶格质量、界面质量等进行了研究 .结果表明样品的表面平整光滑 ,平均粗糙度为 1 .2 nm;整个外延片各处的晶体质量都比较好 ,各处生长速率平均偏差为 3.31 % ,合金组分 x值的平均偏差为 2 .0 1 % ;Si1- x Gex/Si多量子阱材料的 X光双晶衍射曲线中不仅存在多级卫星峰 ,而且在卫星峰之间观察到了 Pendellosung条纹 ,表明晶格质量和界面质量都很好 ;Si     

弛豫SiGe外延层的UHV/CVD生长

利用自制的冷壁石英腔UHV/CVD设备,600℃条件下,通过Ge组分渐变缓冲层技术,在Si(100)衬底上成功地生长出完全弛豫、无穿透位错的Si0.83Ge0.17外延层,并在其上获得了具有张应变的Si盖帽层.另外,还在550℃下生长了同样结构的样品,发现此样品厚度明显变薄,组分渐变层的应变释放不完全,位错网稀疏而且不均匀,其上的Si0.83Ge0.17外延层具有明显的穿透位错     

UHV/CVD外延生长SiGe/Si表面反应动力学

利用 Si H4 和 Ge H4 作为源气体 ,对 UHV/CVD生长 Si1- x Gex/Si外延层的表面反应机理进行了研究 ,通过 TPD、RHEED等实验观察了 Si( 1 0 0 )表面 Si H4 的饱和吸附、热脱附过程 ,得出 Si H4 的分解应该是每个 Si H4 分子的 4个 H原子全部都吸附到了 Si表面 ,Si H4 的吸附率正比于表面空位的 4次方 ,并分析了 Ge H4 的表面吸附机制 .在此基础上建立了 UHV/CVD生长Si1- x Gex/Si的表面反应动力学模型 ,利用模型对实验结果进行了模拟 ,二者符合得很好     

多孔硅上生长Ge量子点的光学特性

采用量子尺寸的多孔硅作为衬底 ,利用区域优先成核在多孔硅表面上成功地生长了 Ge量子点 .由于量子限制效应锗的 PL 谱发生了明显的蓝移 ,计算表明在傅里叶红外光谱中观察到的中红外 (5— 6 μm)吸收峰是源于量子点中的亚能带跃迁 (两个重空穴能级之间的跃迁 ) ,这为 Ge量子点红外光探测器的应用提供了理论基础     

UHV/CVD生长本征硅外延层的研究

在微波双极型晶体管中,收集区的厚度是影响其截止频率的一个重要因素。普通的常压外延难以生长出杂质浓度变化陡峭的薄外延层。文章利用自行研制的超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)系统SGE500,在N型(掺As)重掺杂衬底上进行了薄本征硅外延层生长规律的研究;并采用扩展电阻(SPR)、原子力显微镜(AFM)、双晶衍射(DCXRD)等方法,对外延层的质量进行了评价。采用该外延材料制作的锗硅异质结双极型晶体管(SiGe HBT)器件击穿特性良好。     

双层多孔硅结构上的UHV/CVD硅外延

报道了采用超高真空化学气相淀积 ( UHV/CVD)在多孔硅层上的单晶硅外延技术 .研究了两步阳极化法形成不同多孔度的双层多孔硅层及外延前对多孔硅进行长时间的低温真空预处理等工艺 .对获得的外延层作了 XRD、XTEM和扩展电阻等测量 ,测量结果表明硅外延层单晶性好 ,并和硅衬底、多孔硅层具有相同的晶向 .硅外延层为 P型 ,电阻率大于 1 0 0 Ω·cm.     

UHV/CVD法生长硅基低位错密度厚锗外延层

采用超高真空化学气相淀积系统,以高纯Si2 H6和GeH4作为生长气源,用低温缓冲层技术在Si(001)衬底上成功生长出厚的纯Ge外延层.对Si衬底上外延的纯Ge层用反射式高能电子衍射仪、原子力显微镜、X射线双晶衍射曲线和Ra-man谱进行了表征.结果表明在Si基上生长的约550nm厚的Ge外延层,表面粗糙度小于1nm,XRD双晶衍射曲线和Ra-man谱Ge-Ge模半高宽分别为530'和5.5cm-1,具有良好的结晶质量.位错腐蚀结果显示线位错密度小于5×105cm-2可用于制备Si基长波长集成光电探测器和Si基高速电子器件.