Si1-xGex:C缓冲层上Ge薄膜的CVD外延生长

用化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长Si1xGex:C合金作为缓冲层,继而外延生长了Ge晶体薄膜.根据AES测量结果可以认为,缓冲层包括由衬底中的Si原子扩散至表面与GeH4,C2H4反应而生成的Si1-xGex:C外延层和由Si1-xGex:C外延层中Ge原子向衬底方向扩散而形成的Si1-xGex层.缓冲层上外延所得Ge晶体薄膜晶体取向较为单一,其厚度超过在Si上直接外延Ge薄膜的临界厚度,且薄膜中的电子迁移率与同等掺杂浓度(1.0×1019 cm-3)的体Ge材料的电子迁移率相当.

Si1-yCy合金薄膜中替位式C组分随生长温度的变化

用化学气相淀积方法,以乙烯为碳源、硅烷为硅源,在Si(100)衬底上外延生长了替位式C组分达1.22%的Si1-yCy合金薄膜,研究表明:处于替位式格点位置的C原子与Si原子成键,形成Si-C局域振动模;随着生长温度的降低,更多具有较低迁移率的C原子占据替位式格点,导致合金薄膜中的替位式C组分增加、间隙式缺陷减少,薄膜的晶体质量得到有效提高;相应地薄膜承受的张应力增大,外延层中Si(TO)声子模发生蓝移。

Si_(1-y)C_y合金薄膜中替位式C组分随生长温度的变化

用化学气相淀积方法,以乙烯为碳源、硅烷为硅源,在Si(100)衬底上外延生长了替位式C组分达1.22%的Si1-yCy合金薄膜,研究表明:处于替位式格点位置的C原子与Si原子成键,形成Si-C局域振动模;随着生长温度的降低,更多具有较低迁移率的C原子占据替位式格点,导致合金薄膜中的替位式C组分增加、间隙式缺陷减少,薄膜的晶体质量得到有效提高;相应地薄膜承受的张应力增大,外延层中Si(TO)声子模发生蓝移。

生长温度对Si1-xGex∶C合金薄膜性质的影响

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上制备Si缓冲层,继而外延生长Ge组分渐变的Si1-xGex∶C合金薄膜。研究表明,较低的Si缓冲层或Si1-xGex∶C外延层生长温度均不利于获得理想的Si1-xGex∶C合金薄膜,仅在Si缓冲层和Si1-xGex∶C外延层的生长温度均为750℃时可以获得质量较高、组分均匀的Si1-xGex∶C合金薄膜。本文通过对材料结构及表面形貌的分析研究了缓冲层和外延层的生长温度对Si1-xGex∶C合金薄膜性质的影响。

生长温度对Si_(1-x)Ge_x∶C合金薄膜性质的影响

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上制备Si缓冲层,继而外延生长Ge组分渐变的Si1-xGex∶C合金薄膜。研究表明,较低的Si缓冲层或Si1-xGex∶C外延层生长温度均不利于获得理想的Si1-xGex∶C合金薄膜,仅在Si缓冲层和Si1-xGex∶C外延层的生长温度均为750℃时可以获得质量较高、组分均匀的Si1-xGex∶C合金薄膜。本文通过对材料结构及表面形貌的分析研究了缓冲层和外延层的生长温度对Si1-xGex∶C合金薄膜性质的影响。

溅射气压和衬底温度对Si_(1-x)Ge_x薄膜结构和光吸收性能的影响

采用射频磁控溅射法沉积了Si1-xGex薄膜,研究了溅射气压、衬底温度对薄膜结构、厚度、表面形貌、表面成分及光吸收性能的影响。结果表明:薄膜均为微晶结构且相组成不随溅射气压和衬底温度的改变而改变;随着溅射气压升高,薄膜结晶性能降低,升高衬底温度使其结晶性能提高;随气压或温度的升高,薄膜厚度均先增大后减小,在1.0Pa或400℃达到最大值;随温度的升高,薄膜表面团簇现象消失并变得平整致密,气压为8.0Pa时,表面有孔洞和沟道;随气压升高,薄膜中锗含量降低,光吸收强度减小,光学带隙增大;衬底温度的变化对光学带隙影响不大。

生长温度对Si_(1-x)Ge_x∶C薄膜特性的影响

用化学气相淀积方法,在Si(100)衬底上生长Ge组分渐变的Si1-xGex∶C合金薄膜。用X射线衍射(XRD)、喇曼散射光谱(Raman)、能量色散谱(EDS)等对所得到的样品进行了表征测量,着重研究了Si1-xGex∶C合金层生长温度对样品结构特征的影响。结果表明,Si1-xGex∶C合金层中的Ge原子浓度沿表面至衬底方向逐渐降低,其平均组分随着生长温度的升高而降低,这与较高生长温度(760～820℃)所导致的原子扩散效应相关;Si1-xGex∶C合金薄膜具有单一的晶体取向,薄膜的晶体质量随着温度的升高而降低。Si1-xGex∶C/Si样品载流子浓度沿衬底至表面方向逐渐上升且Si1-xGex∶C合金层总体呈p型导电,对其导电分布特性进行了分析研究。

生长参数对Si_(1-x)Ge_x∶C合金薄膜中元素分布的影响

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上外延生长Ge组分渐变的Si1-xGex∶C合金薄膜。本文通过能量色散谱仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对合金薄膜的元素深度分布和表面形貌进行了表征,分析研究了外延层的生长温度、生长时间对Si1-xGex∶C合金薄膜性质的影响。结果表明,Si1-xGex∶C外延层生长温度和生长时间一定范围内的增加加强了岛与岛之间的合并,促进了衬底Si原子向表面扩散、表面Ge原子向衬底扩散,且生长温度比生长时间对Si、Ge原子互扩散的影响大。

采用Si_(1-x)Ge_x渐变缓冲层技术生长Si基Ge薄膜及其性质分析

利用超高真空磁控共溅沉积系统在Si(100)衬底上溅射Ge组分渐变的Si_(1-x)Ge_x缓冲层,并在其上制备Ge薄膜,采用快速热退火(RTA)对Ge薄膜进行退火处理。采用X薄膜表征。结果表明:使用该方法制备的Ge800℃,110 s的退火条件下随衬底温度的升高,Ge500℃时磁控溅射沉积的Ge薄膜,经800℃,110 s尺寸达到41 nm,为后续替代锗单晶作为多结电池衬底材料打下良好的基础。

用固相外延方法制备Si_(1-x-y)Ge_xC_y三元材料

分析了 Si1- x- y Gex Cy 三元系材料外延生长的特点 ,指出原子性质上的巨大差异使 Si1- x- yGex Cy 材料的制备比较困难 .固相外延生长是制备 Si1- x- y Gex Cy 的有效方法 ,但必须对制备过程各环节的条件进行优化选择 .通过实验系统地研究了离子注入过程中温度条件的控制对外延层质量的影响以及外延退火条件的选择与外延层结晶质量的关系 .指出在液氮温度下进行离子注入能够提高晶体质量 ,而注入过程中靶温过高会导致动态退火效应 ,影响以后的再结晶过程 .采用两步退火方法有利于消除注入引入的点缺陷 ,而二次外延退火存在着一个最佳退火温区 .在此基础上优化得出了固相外延方法制备 Si1- x- y Gex Cy/Si材料的最佳条件 .

Si_(1-x-y)Ge_xC_y合金材料物理特性研究进展

碳的加入为Si-Ge系统在能带和应变工程上提供了更大的灵活性。文章对Si1-x-yGexCy合金材料物理特性的研究现状进行了概述,重点分析了替位式碳原子在Si1-xGex合金应变补偿和能带工程中的作用,并对其行为机理进行了分析和总结。

FeCuNbSiB非晶粉体/IIR复合薄膜的压磁性能

以Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶粉体为磁性增强材料,以丁基橡胶为基体,利用模压成型制备了压磁复合薄膜,并测试了压磁性能。结果表明,频率较低时,复合薄膜具有优良的压磁特性;复合薄膜的阻抗随频率的升高,压应力的增大而减小;阻抗变化幅度随压应力的增大而增大,随频率的升高而减小。用电阻与电容串联模型对复合薄膜的压磁效应进行理论分析,得出了与实验结果相符的结论。

Si基富Ge含量Si_(1-x-y)Ge_xC_y异质结构的热退火行为研究

研究了Si基富Ge含量的Si1 x yGexCy 异质结构的热退火行为。采用等离子体增强化学气相淀积 (PECVD)法在Si(10 0 )衬底上淀积一层厚度为 170nm的Si1 x yGexCy 薄膜 (x～ 0 .7,y～ 0 .15) ,并在其上覆盖一Ge层。将样品分别在 6 50℃和 80 0℃下进行N2氛围下热退火 2 0min。用拉曼谱 (Raman)、俄歇电子能谱 (AES)以及X射线光电子能谱(XPS)等方法对样品进行研究。研究结果表明 ,低温PECVD法生长的Si1 x yGexCy 薄膜是一种亚稳结构 ,Ge/Si1 x yGexCy/Si异质结构在 6 50℃下呈现不稳定性 ,薄膜中的Ge、C相对含量下降 ,且在界面处出现Ge、C原子的堆积。经过 80 0℃下退火 2 0min的样品中C含量基本为 0 ,Ge相对含量下降至约 2 0 %左右 ,且薄膜的组分比较均匀。

抛光工艺对硅基Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜性能的影响

研究了不同的抛光方法(机械抛光、化学腐蚀及化学机械抛光)对硅基板上沉积的Pb1-xGexTe薄膜性能的影响.研究表明,经化学机械抛光(SiO2胶体或Cr+)的硅基板上所沉积的Pb1-xGexTe薄膜具有致密的结构及平直的界面,其沉积速率也比在化学腐蚀抛光表面的沉积速率大7%或18%(分别对应<111>和<100>晶向);薄膜具有明显高于化学腐蚀抛光基板沉积薄膜的折射率,且折射率随温度的降低而增加,而低温下折射率随波长的增加而增加;化学腐蚀抛光基板沉积薄膜的折射率的增加量明显大于化学机械抛光基板沉积薄膜的增加量;薄膜层经机械抛光后,其膜层结构、组分及其深度分布均未改变,但透射率增加,消光系数有所改善,折射率有所降低.

Si基Si_(1-x-y)Ge_xC_y合金生长中C的影响

报道了Si基Si1 x yGexCy 合金生长中C对Ge组分和生长速率的抑制作用 ,提出一个Si、Ge、C原子的排列构型 ,从理论上给出了C对Ge组分的抑制度和Ge/C原子比的关系 ,并指出在富Ge情况下C对Ge的抑制作用会趋向于饱和。

Si_(1-x-y)Ge_xC_y合金半导体技术及其应用

随着半导体材料及工艺水平的迅速发展,Si1-x-yGexCy合金材料在近年内受到了广泛重视。C组分的引入所带来的应变补偿作用,很好地解决了Si1-xGex合金中的晶格失配问题,使Si衬底上生长的外延层质量和厚度都得到相应提高,并且由于C组分所带来的能带补偿作用,使材料的光电特性也得到改进。文章综述了Si1-x-yGexCy合金的研究进展及其物理特性,并对其在FET、HBT、光电子器件等方面的应用进行了详细的阐述。

SiGeC薄膜表征对于光刻对准性能的影响研究

Si1-x-yGexCy是继Si和GaAs之后又一重要的半导体材料。由于Si1-x-yGexCy具有优于纯Si材料的良好特性,器件和制程又可与Si工艺兼容,采用Si1-x-yGexC及其Si1-x-yGexCy/Si异质结所制作出来的器件如异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT),其电性能几乎可达到GaAs等化合物半导体制作的同类器件的水平,而且在成本上低于GaAs HBT。因此Si1-x-yGexCy可能是未来微电子发展进程中必不可少、并起着关键作用的一种材料。文章对Si1-x-yGexCy薄膜的表征进行了探索,在总结大量数据的基础上,验证了利用Si1-x-yGexCy薄膜的反射率进行光学表征的方法的可行性。同时,文章系统研究了Si1-x-yGexCy薄膜的工艺条件、薄膜成份、薄膜厚度等参数对光刻对准性能的影响。

Si_(1-x-y)Ge_xC_y的淀积工艺和材料特性

研究了利用减压外延的方法制备Si1-x-yGexCy薄膜的特性及与工艺参数之间的关系,给出了改善表面粗糙度、减少有源区关键尺寸(CD)减少量的方法。在单晶硅、图形硅片α-Si和光片α-Si表面Si1-x-yGexCy上淀积的Si1-x-yGexCy薄膜的表面形貌不同,在单晶硅上成长的是单晶态的Si1-x-yGexCy,在除单晶硅之外的材料上成长的都是多晶态的Si1-x-yGexCy,多晶态Si1-x-yGexCy的淀积速率高于单晶态Si1-x-yGexCy的淀积速率。多晶态Si1-x-yGexCy的淀积速率高于单晶态Si1-x-yGexCy的淀积速率,造成了淀积工艺完成后有源区CD的减少。利用低温淀积工艺和控制浅沟槽隔离(STI)凹陷的深度,可以有效减少由于淀积Si1-x-yGexCy薄膜造成的有源区CD减少量。同时,研究了碳组分对硼扩散的抑制作用,碳组分越高,对硼扩散的抑制作用越大。

纳米晶FeCuNbSiB多层膜的巨磁阻抗效应研究

研究了纳米晶态下Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9多层膜的巨磁阻抗(GMI)效应。研究结果表明纵向巨磁阻抗(LMI)效应在3MHz时取得最大值为44%,横向巨磁阻抗(TMI)效应在6MHz时取得最大值为46%。LMI与TMI随外磁场有不同的变化行为,TMI曲线具有阈值行为,超过阈值磁场后出现明显的磁阻抗效应。晶化后出现最大值阻抗效应所对应的频率下降,由非晶态下的13MHz下降为晶化后的3MHz。薄膜样品的磁阻抗效应与样品中磁矩的空间分布密切相关,磁矩垂直面向分布时,磁阻抗效应下降为5%

铁基纳米微晶薄膜巨磁阻抗效应的Mossbauer研究

本文采用 M?ssbauer 谱学方法以及其它手段对 FeCuNbSiB 薄膜样品在退火过程中出现的巨磁阻抗效应发生显著变化的原因进行了探讨。研究表明,样品在退火过程中除了生长纳米晶粒α ? FeSi相对提高材料的软磁性能有利外,同时随退火温度变化样品中磁矩分布方向会发生重取向。由制备态到 570 ℃退火温度期间,薄膜样品磁矩取向发生由平行于平面为主变为垂直为主,而后再转变为平行为主。这些因素对多层膜巨磁阻抗效应的变化会产生重要影响,尤其当磁矩在垂直于平面方向分布占优势时,磁阻抗效应会显著下降。