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UHV/CVD生长弛豫SiGe和SiGe/SiII型量子阱的研究

专 业: 半导体材料物理与半导体器件物理
关键词: 国产UHV/CVD系统 SiGe SiGe/Si II型量子阱
分类号: O47  TN36
形 态: 共 78 页 约 51,090 个字 约 2.444 M内容
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内容摘要


该论文包括利用国产UHV/CVD系统生长高质量应变SiGe、应变SiGe/Si、弛豫SiGe虚衬 底以及SiGe/SiII型量子阱的研究工作.主要内容是:1.UHV/CVD系统经150小时连续烘烤后 ,离子泵维持真空达3.3×10<-7>Pa.定期烘烤分了泵--机械泵机组和采取连续工作的方式改善机组本身的真空环境.2.生长的应变Si<,0.94>Ge<,0.06>/Si,其X射线双晶衍射 曲线中出现了表明晶体质量完美的Pendullosung干涉条纹.3.对相同Si<,2>H<,6>流量下Si缓冲 层生长速率随温度增加而降低的现象进行了解释,认为这与生长室结构有关,由于到达样品表面的气源分子数随温度增加而减少所致.4.首次报道了利用高低温交替变化的方法生长低位错密度的弛豫SiGe虚衬底.5.生长组份渐变缓冲层的主要优上点在于位错的整个外延层中分布以补偿连续变化的应变扬,而不是限制在一个Si<,1-x>Ge<,x>/Si界面上,减少了彼此 钉扎的机会.研究者对这种结构中的应力弛豫动力学进行了模拟.6.提出了在Si上先生长一薄层Ge,目的是使位错集中薄的Ge层.7.在弛豫Si<,0.76>Ge<,0.24>衬底上生长了5个周期 的5nm-应变Si/5nm-弛豫Si<,0.76>Ge<,0.24>多量子阱,直到70K,仍然观察到Ⅱ型量子阱的NP峰……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1引言
1.2 SiGe/Si异质结构材料的基本性质
1.2.1应变Si1-x Ge/Si的临界厚度
1.2.2应变Si1-xGex/弛豫Si1-yGey异质结构的基本性质
1.3弛豫SiGe的生长
1.3.1低温生长Si缓冲层结构
1.3.2 超晶格缓冲层结构
1.3.3渐变缓冲层结构
参考文献
第二章 UHV/CVD系统介绍和材料的检测方法
2.1引言
2.2本实验室的UHV/CVD系统介绍
2.2.1系统的特点
2.2.2原位分析技术
2.2.3系统超高真空的获得
2.3材料测试方法
2.3.1双晶x射线衍射DCXRD
2.3.2光致发光PL测试技术
2.3.3 喇曼(Raman)光谱
2.3.4卢瑟福背散射RBS
2.3.5俄歇电子能谱AES
2.3.6透射电子显微镜TEM
2.3.7原子力显微镜AFM
2.4本章小结
参考文献
第三章 UHV/CVD法生长SiGe异质结构材料
3.1引言
3.2外延生长的基本条件
3.2.1系统中O2/H2O的影响
3.2.2 Si衬底的清洗方法
3.2.3 Si缓冲层的影响
3.2.4表面坑的形成原因
3.2.5本实验室采取的准备工作及结果分析
3.3生长动力学过程
3.3.1温度的校正
3.3.2生长的潜伏期
3.3.3 Si/Si同质外延
3.3.4 SiGe/Si异质外延
3.3.5组份线性渐变缓冲层结构的生长和表征
3.4本章小结
参考文献
第四章 低位错密度的弛豫SiGe衬底的生长和表征
4.1引言
4.2弛豫过程
4.2.1位错成核
4.2.2失配位错的传播
4.2.3失配位错之间的反应
4.2.4应变塑性弛豫的动力学模拟
4.2.5线位错的过滤
4.3应力和表面平整度对位错的作用
4.4温度对位错密度的影响
4.5位错的表征
4.6超晶格缓冲层结构的生长和表征
4.6.1生长过程及结构
4.6.2 RHEED实时观察
4.6.3弛豫度的计算和比较
4.6.4位错的分布和表面密度
4.7渐变缓冲层的生长和表征
4.7.1渐变缓冲层中的动力学过程
4.7.2渐变缓冲层结构的生长过程
4.7.3渐变缓冲层结构的生长结果和分析
4.8加入Ge层后的弛豫SiGe的生长
4.9本章小结
参考文献
第五章 SiGe/Si的Ⅱ型量子阱的性质
5.1引言
5.2应变Si/弛豫Si1-xGex多量子阱的生长过程
5.3应变Si/弛豫SiGe多量子阱的PL
5.4样品的AFM测试
5.5本章小结
参考文献
第六章 结论

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中图分类: > O47 > 数理科学和化学 > 物理学 > 半导体物理学
其他分类: > TN36 > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 半导体光电器件

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