压应变SiGe和张应变Si的能带结构研究

根据体Si和体Ge的能带结构特点,基于形变势理论,计算了SiGe合金的应变对其能级的影响。静压应变导致能级偏移,单轴应变导致简并能级分裂,使得应变SiGe合金的禁带宽度随应变的增加而减小。共度生长在体Si衬底上的SiGe合金,以及共度生长在体SiGe衬底上的Si,它们的禁带宽度随Ge组份的增加近乎线性减小。完全压应变的Si_(0.5)Ge_(0.5)合金,其禁带宽度从无应变时的0.93eV减小为0.68eV。Ge组份为0.5时,完全张应变的Si,其禁带宽度从无应变时的1.12eV减小为0.85eV。

p型Si_(1-x)Ge_x应变层中重掺杂禁带窄变的计算

针对应变Si_(1-x)Ge_x的应变致价带分裂和重掺杂对裂值的影响,提出了该合金价带结构的等价有效简并度模型。模型中考虑了非抛物线价带结构。应用这个模型,计算了赝晶生长在<100>Si衬底上的p型Si_(1-x)Ge_x应变层的重掺杂禁带窄变,发现当杂质浓度超过约2～3×10^(19)cm^(-3)后,它在某一Ge组分下得到极大值,而当掺杂低于此浓度时,它则随Ge组分的增加单调下降。与实验报道的对比证实了本模型的有效性。

P型Si_（1－x）Ge_x应变层中重掺杂禁带窄变的计算

本文提出了应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ价带结构的等价有效简并度模型．借助这个模型，计算了赝晶生长在（１００）Ｓｉ衬底上的Ｐ型Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变层的重掺杂禁带窄变，发现当杂质浓度超过约２～３×１０１９ｃｍ－３后，它在某一Ｇｅ组分下得到极大值，而当掺杂低于此浓度时，它则随Ｇｅ组分的增加单调下降．与实验报道的对比证实了本模型的有效性．

应变致能带分裂对Si_（1－x）Ge_x应变层中重掺杂禁带窄变的影响

针对应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ的应变致能带分裂及重掺杂对裂值的影响，提出了多子双带结构的等价有效简并度模型和有关算法。模型中考虑了非抛物线能带结构。应用该模型，计算了赝形生长在（１００）Ｓｉ衬底上的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变层的重掺杂禁带窄变，发现当掺杂超过一定浓度（对于ｐ型和ｎ型合金，该浓度分别约为１．９×１０１９ｃｍ－３和３．５×１０１９ｃｍ－３）后，它在某一Ｇｅ组分下得到极大值，而当掺杂低于这个浓度时，它则随Ｇｅ组分的增加单调下降。文中还将计算结果与其它未细致考虑应变致能带分裂因素的理论工作进行了比较。

应变致价带分裂对p型Si_（1－x）Ge_x应变层中重掺杂禁带窄变的影响

针对应变Ｓｉ（１－ｘ）Ｇｅｘ的应变致价带分裂及重掺杂对裂值的影响，提出了该合金价带结构的等价有效简并度模型和有关算法，模型中考虑了非抛物线价带结构。应用这个模型，计算了赝形生长在＜１００＞Ｓｉ衬底上的ｐ型Ｓｉ（１－ｘ）Ｇｅｘ应变层的重掺杂禁带窄变，发现当杂质浓度超过约２×１０１９ｃｍ（－３）后它在某一Ｇｅ组分下得到极大值，而当掺杂低于此浓度时它则随Ｇｅ组分的增加单调下降，与实验报道的对比证实了本模型的有效性。