GSMBE生长SiGe/Si材料的原位掺杂控制技术

在特定温控下对掺杂气体分子的状态和活性进行控制，建立了一套具有自主知识产权的气源分子束外延工艺生长SiGe/Si材料的原位掺杂控制技术。采用该技术生长的SiGe/Si HBT外延材料，可将硼杂质较好地限制在SiGe合金基区内，并能有效地提高磷烷对N型掺杂的浓度和外延硅层的生长速率，获得了理想N,P型杂质分布的SiGe/Si HBT外延材料。

Growth of SiGe Films by Cold-wall UHV/CVD Using GeH_4 and Si_2H_6

国家自然科学基金,国家863计划

GSMBE生长的用于研制HBT的SiGe/Si异质结材料

用GSMBE法生长了Si/SiGe/Si异质结构材料。采用双台面结构制造了SiGe/Si NPN异质结晶体管。在发射结条宽为4μm，面积为4μm×18μm的条件下，其共发射极直流放大倍数为75，截止频率为20GHz。给出了结构设计、材料生长和器件制作工艺。

弛豫SiGe衬底上SiGe/Si Ⅱ型量子阱

采用UHV/CVD系统，在Si衬底上生长了具有渐变Si_(1-x)Ge_x缓冲层结构的弛豫Si_(0.76)Ge_(0.24)虚衬底和5个周期的Si_(0.76)Ge_(0.24)/Si多量子阱。在渐变Si_(1-x)Ge_x缓冲层生长过程中引入原位退火，消除了残余应力，抑制了后续生长的SiGe中的位错成核。透射电子显微照片显示，位错被有效地限制在组份渐变缓冲层内，而SiGe上层和SiGe/Si量子阱是无位错的。在样品的PL谱中，观察到跃迁能量为0.961eV的Ⅱ型量子阱的无声子参与(NP)发光峰。由于Ⅱ型量子阱中电子和空穴不在空间同一位置，较高光功率激发下引起的高浓度载流子导致能带弯曲严重。NP峰随激发功率增加向高能方向移动，在一定激发条件下，电子跃迁或隧穿至弛豫SiGe层弯曲的导带底后与处于同一位置的空穴复合发光，所以NP峰积分强度随光激发功率先增加后减小。

快速退火对SiGe/Si多量子阱p-i-n光电二极管的影响（英文）

利用光电流谱，结合X射线双晶衍射研究了快速退火对Si_(1-x)Ge/Si多量子阱p-i-n光电二极管的影响。由于应变SiGe的部分弛豫和Si-Ge互扩散，退火后的二极管的截止波长有显著的减小。但是，在750-850℃范围内，波长蓝移量随着退火温度的增加而变化缓慢，而样品的光电流强度却随温度是先减弱而后又增强，这可能主要是由于在不同温度退火过程中失配位错的产生和点缺陷的减小造成的。

组份线性渐变SiGe缓冲层的生长及其表征

采用阶跃式GeH_4流量增加和温度降低的方法，超高真空化学气相淀积系统中生长了线性渐变组份的SiGe缓冲层，并在其上生长出了弛豫的Si_(0.48)Ge_(0.32)外延层。俄歇电子能谱证实缓冲层Ge组份呈线性渐变。Raman散射谱得出上表层应变弛豫度为32%,与X射线双晶衍射结果符合得很好。腐蚀的样品观察到沿两个<110>方向规律性分布、大小和螺旋走向完全一致的位错团密度约5×10~7/cm~2。分析了位错团产生的原因。

Carrier Depth Profile of Si/SiGe/Si n-p-n HBTStructural Materials Characterized by Electrochemical Capacitance- Voltage Method

于2010-11-23批量导入

UHV/CVD外延生长SiGe/Si表面反应动力学

利用SiH_4和GeH_4作为源气体，对UHV/CVD生长Si_(1-x)Ge_x/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(100)表面SiH_4的饱和吸附、热脱附过程，得出SiH_4的分解应该是每个SiH_4分子的4个H原子全部都吸附到了Si表面，SiH_4的吸附率正比于表面空位的4次方，并分析了GeH_4的表面吸附机制。在此基础上建立了UHV/CVD生长Si_(1-x)Ge_x/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。

UHV/CVD生长SiGe/Si异质结构材料

以Si_2H_6和GeH_4作为源气体，用UHV/CVD方法在Si(100)衬底上生长了Si_(1-x)Ge_x合金材料和Si_(1-x)Ge_x/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1.2nm；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3.31%，合金组分x值的平均偏差为2.01%;Si_(1-x)Ge_x/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_(1-x)Ge_x/Si多量子阱材料的TEM照片中观察不到位错的存在。

用气态源分子束外延生长法制备Si/SiGe/Sinpn异质结双极晶体管

国家九五计划

图形衬底上应变SiGe/Si超晶格的结构及光致发光研究

该文研究了在Si的图形衬底上生长应变SiGe/SI超晶格的结构和其光致发光性质。图形衬底由光刻形成的类金字塔结构组成。发现在组成倒金字塔结构的(111)面的交界处有富Ge的SiGe量子线出现。对相同条件下图形衬底和平面衬底上的应变SiGe层的光致发光光谱进行了比较，图形衬底上总的发光强度相对提高了5.2倍。认为这种提高同富Ge的SiGe量子线的产生相关。

SiGe/Si异质结构的x射线双晶衍射

通过X射线双晶衍射图形讨论了SiGe/Si HBT的电学特性与晶格结构的关系。

不同温度下快速热退火对SiGe量子阱光致发光谱的影响

对GS-MBE生长的Si/SiGe/Si量子阱结构用快速热退火(RTA)方法进行处理，研究了其在低温下的光致发光(PL)特性。发现存在一个最佳退火温度范围，使得PL谱的发光得到改善。随着退火温度的继续提高，PL谱线发生兰移，发光强度下降。认为这种趋势是由内部缺陷和位错以及Si/SiGe/Si量子阱结构在退火过程中相应的变化所导致。辅助的缺陷显微观察证实了此结论。

Si非平面衬底上SiGe/Si量子阱的光致发光特性

采用一种晶向性腐蚀方法,在(100)Si平面衬底上腐蚀得到一种非平面结构,经SiGeMBE外延后,从SEM照片上可以看出,SiGe外延层是一种量子点、线和阱的混合结构.非平面结构上的SiGe层的发光强度为平面结构上的8～10倍.从SiGe层内发出的发光强度占样品总发光强度的96％,且m≈1.1的值表明外延层的质量及对载流子的收集效率是高的.随着激发功率的增加,可以看到PL谱的蓝移.

SiGe/Si量子阱的低温光荧光和电注入发光

使用Si-MBE生长了阶梯形折射率分布SiGe/Si量子阱材料,在低温下观测到无声子参与的光荧光和电注入发光。阶梯形折射率分布SiGe/Si电子阱结构有利于提高发光效率。讨论了这种结构的光学和电学特性。