三元合金锗硅碳的器件应用研究

碳的加入改进了锗硅材料的性能 ,同时也为半导体器件的研制开发创造了条件 ,增加了硅基器件设计的灵活性。本文介绍了 Si Ge C材料在硅基器件方面的应用 ,包括光探测器、MOS场效应晶体管、HBT等。     

硅基发光材料和器件研究的进展

发光器件和集成电路都是信息技术的基础。如果能将它们集成在一个芯片上,信息传输速度,储存和处理能力将得到大大提高,它将使信息技术发展到一个全新的阶段,但是,现在的集成电路是采用硅材料,而发光器件则用ｉｌｌ－Ｖ族化合物半导体。Ｉｌｌ－Ｖ族化合物半导体集成电路,虽然经过多年的研制,但至今还不成熟。因此,研究硅基发光材料和器件成为发展光电子集成的关键。本文评述了目前取得较大进展的几种主要硅基发光材料和器件的研究,包括掺铒硅、多孔硅、纳米硅以及 Ｓｉ／ＳｉＯ_２等超晶格结构材料,并展望了这些不同硅基发光材料和发光器件在光电集成中的发展前景。     

Si基光电子学研究进展

作为“第二代硅”Ｓｉ基异质结材料为世人所瞩目，Ｓｉ基光电子器件及光电集成（ＯＥＩＣ）是当前世界范围的热门课题，本文综述Ｓｉ基异质材料的外延生长和特性，Ｓｉ基光电子器件的结构和性能及其应用，着重介绍ＳｉＧｅ／Ｓｉ的研究进展。     

Si_3N_4绝缘栅中两种表面基对pH－ISFET器件敏感特性的影响

在表面基模型理论基础上，本文研究了含两种表面基的Ｓｉ３Ｎ４绝缘体材料及其两种表面基（硅醇基和胺基）的比例系数对ｐＨ－ＩＳＦＥＴ器件敏感特性的影响．在硅醇基／胺基＝７／３附近时，得到电解液一绝缘体（Ｅ－Ｉ）界面势对ｐＨ值的灵敏度最大，且线性响应范围宽；两种表面基的总数密度及其比值的稳定程度直接影响ｐＨ－ＩＳＦＥＴ器件的敏感响应和稳定特性．理论结果与实验观测结果相符，为进一步探索提高ｐＨ－ＩＳＦＥＴ传感器敏感特性的方法提供理论依据．     

Be基Ⅱ-Ⅵ族四元合金对蓝绿激光器发光层载流子的限制作用

ＺｎＳｅ基激光器的退化缺陷（特别是层错缺陷）严重地影响了长寿命器件的获得．人们开始将注意力投向离子性较低的Ｂｅ基化合物，希望Ｂｅ的加入能有效地改善器件的性能．由于对Ｂｅ基化合物的了解十分有限，本文从基本的原子参数出发，用原子轨道线性组合（ＬＣＡＯ）方法计算了Ｂｅ－Ⅵ化合物及其他Ⅱ－Ⅵ族化合物价带的ｏｆｓｅｔ．结合带隙的实验值，给出了Ⅱ－Ⅵ族化合物导带的ｏｆｓｅｔ．粗略分析了Ｂｅ基二元化合物用于ＺｎＳｅ载流子限制的可能性．根据虚晶近似，用插值方法计算了Ｂｅ基四元合金相对于ＺｎＳｅ价带、导带的ｏｆｓｅｔ．     

Si3N4绝缘栅中两种表面基对pH—ISFET器件敏感特性的影响

在表面基模型理论基础上，本研究了含两种表面基的Ｓｉ３Ｎ４绝缘体主其两种表面基的比例系数对ｐＨ－ＩＳＦＥＴ器件敏感特性的影响。在硅西／胺基＝７／３附近时，得到电解液－绝缘体界面势对ｐＨ值的灵敏度最大，且线性响应范围宽。     

硅基集成光子器件先进设计方法

硅基集成光子器件具有体积小、集成度高的突出优势,在光通信、数据中心光互连等领域具有广阔应用前景。然而,硅基波导耦合器件尺寸相对较大、工作带宽和工艺容差受限。硅基多模路由光子器件设计还面临挑战。文章介绍了近年来发展起来的两种硅基集成光子器件先进设计方法：绝热捷径法和变换光学方法,简要阐述其物理原理,并展示在硅基集成光子器件设计中的典型应用。     

硅基光波导结构与器件

简要评述硅基光波导的结构，工艺及其器件，包括低损耗的硅基光波导，电光波导器件，红外波导探测器，氧化硅光回路等。     

硅基锗光接收器在近红外显示高响应度

锗(Ｇｅ)可与具有硅(Ｓｉ)基装置的发射器、调制器和探测器集成,因此锗光接收器在光通信中有价值。麻省理工学院和罗马Ｔｅｒｚａ大学的研究人员建造了异质结连接硅基锗光接收器,在正入射下显示近红外已知的最高灵敏度。研究人员在900°Ｃ退火的ｐ型Ｓｉ基晶片上生长1μｍ厚的Ｇｅ层。在132μｍ和155μｍ分别测得055Ａ/Ｗ和025Ａ/Ｗ的灵敏度,优于ＳｉＧｅ基多量子阱的导波器件。在1Ｖ电压时,该器件有30ｍＡ/ｃｍ2相对大的反向偏置电流密度,归因于ｐ型Ｓｉ和本征Ｇｅ间异质结处的低势垒。使用ｐｉｎ结构应该能降低此密度硅基锗光接收器在近红…     

MEMS器件中的微体缺陷检测研究

为实现对硅基材料和MEMS器件内微体缺陷的无损、高效和准确检测，在研究广义洛仑兹-米氏散射理论的基础上，针对硅基材料和MEMS器件的物理特点，对球形缺陷与红外激光相互作用在非垂直方向散射光强分布特点进行了研究和计算机仿真，提出利用红外激光背散射分布分析对硅基材料和MEMS器件内部缺陷进行检测的方法，并通过实验验证了该方法的有效性。     

硅基波导、光探测器和CMOS电路的集成

对于集成光学器件和微电子电路制作，应用了驻波监控指示技术（ＳＷＡＭＩ）、局部氧化技术（ＬＯＣＯＳ）、光波导和探测器的平接、漏波，以及镜耦合技术。文章介绍了硅基光波导、光探测器和ＣＭＯＳ电路的单片集成技术。讨论了集成工艺以及静态和动态测量结果     

石墨烯/硅基异质集成光电子器件

石墨烯/硅基异质集成的光子器件研究在近年来取得了巨大进展,因石墨烯所具有的诸多独特的物理性质如超高载流子迁移率、超高非线性系数等,石墨烯/硅基异质集成器件展现出了诸如超大带宽、超低功耗等优异性能。文章介绍了近年来报道的典型石墨烯/硅基异质集成器件,包括石墨烯/硅基电光调制器、石墨烯/硅基热光调制器和石墨烯/硅基光电探测器,简要阐述了其原理与性能,并对其未来的应用与发展做出了展望。     

硅发光研究

硅发光对于在单一硅片上实现光电集成是至关重要的．本文介绍了目前已有的使硅发光的方法：掺深能级杂质，掺稀土离子，多孔硅，纳米硅以及Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格，讨论了两种可能的发光机制：量子限制效应和表面复合效应．最后介绍了两个硅发光器件，表明硅发光器件的前景是光明的     

硅基微腔加强光致发光

硅基微腔加强光致发光人们发现，在光学激活介质（如掺饵二氧化硅／硅（ＳｉＯ２／Ｓｉ）材料系统）上制造的微腔，其发光强度效率比以前无腔结构高２８倍多。改善的原因在于微腔中的共振吸收。据贝尔实验室研究人员说，该结构在光学器件（包括平面光波导放大器和光泵激光...     

硅超高速双极技术的潜力与变革方向

本文评述了硅超高速双极技术的研究现状与极限，指出ＳｉＧｅ异质结构将显著提高现有纯Ｓｉ器件的电性能，并将成为发展下一代硅超高速双极器件和电路的技术途径。     

基于锗量子点的硅基发光器件

硅基光源是实现硅基集成光电子芯片的核心器件,虽然近年来国内外已经取得多项重要成果,但适合于下一代大规模光电集成芯片的小尺寸、低功耗、工艺兼容的高效硅基发光器件仍然缺乏。文章介绍了基于嵌入光学微腔中的锗量子点实现硅基发光器件方面的研究成果,通过将分子束外延生长的锗自组装量子点嵌入硅光子晶体微腔中,实现了室温下处于通信波段的共振发光。通过在图形化衬底上生长实现锗量子点的定位,并精确嵌入光子晶体微腔中,实现了基于锗单量子点的硅基发光器件。     

硅膜厚度对SOI栅控混合管性能的影响

本文分析了ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）栅控混合管（ＧＣＨＴ）中硅膜厚度对器件短沟道效应、阈值电压、亚阈斜率、零栅压电流的影响,讨论了结构参数、工艺参数对硅膜厚度作用的影响．研究表明,与常规ＳＯＩＭＯＳ器件相比,ＳＯＩ栅控混合管具有较低的硅膜厚度灵敏度,改善了深亚微米常规ＳＯＩＭＯＳ器件由于硅膜厚度的影响而性能下降的问题,以独特的工作方式为深亚微米器件的发展提供了新思路     

全耗尽CMOS／SOI技术的研究进展

ＳＯＩ材料技术的成熟，为功耗低，抗干扰能力强，集成度高，速度快的ＣＭＯＳ／ＳＯＩ器件的研制提供了条件，分析比较了ＣＭＯＳ／ＳＯＩ器件与体硅器件的差异，介绍了国外薄膜全耗尽ＳＯＩ技术的发展和北京大学微电子所的研究成果。     

RMOS器件中硅槽及多晶硅栅的刻蚀

ＲＭＯＳ（Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ Ｇｒｏｏｖｅｄ ＭＯＳ）器件因具有独特的性能而得到较好的应用。本文介绍用ＲＩＥ设备进行ＲＭＯＳ器件硅槽刻蚀的工艺，并对填满硅槽内的多晶硅栅的刻蚀亦作了研究。选择适当的工艺条件，可刻蚀出形貌较好的硅槽，并可在刻蚀完多晶硅后保持硅槽内多晶硅栅形貌完好 。     

短沟道SOI／SDB CMOS器件性能研究

利用硅栅自对准分离子注入工艺制备了ＳＯＩ／ＳＤＢ ＣＭＯＳ器件，讨论了该器件的短沟道效应、“Ｋｉｎｋ”效应以及ＳＯＩ硅膜厚度对ＮＭＯＳ、ＰＭＯＳ管参数的影响。