应变硅薄膜的厚度对材料迁移率的影响

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作者 王琦 王荣华 +10 位作者 夏冬梅 郑有炓 韩平 俞慧强 梅琴 谢自力 修向前 朱顺明 顾书林 施毅 张荣 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期130-132,共3页

用化学气相沉积方法在SiC/Si上外延生长了应变硅薄膜.扫描电子显微镜方法显示所得样品具有明显的Si/SiC/Si三层结构,喇曼散射光谱和X射线衍射测量结果表明外延的Si薄膜存在应变.Hall效应测量证明相比于相同浓度的体Si材料应变Si薄膜具... 用化学气相沉积方法在SiC/Si上外延生长了应变硅薄膜.扫描电子显微镜方法显示所得样品具有明显的Si/SiC/Si三层结构,喇曼散射光谱和X射线衍射测量结果表明外延的Si薄膜存在应变.Hall效应测量证明相比于相同浓度的体Si材料应变Si薄膜具有较高的霍尔迁移率;但随着应变硅层厚度的增加,霍尔迁移率下降,这应与薄膜中应变减小和失配位错有关. 展开更多

关键词 应变SI SIC 化学气相沉积 霍尔迁移率

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GaN MOCVD生长速率及表面形貌随生长参数的变化 被引量：3

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作者 符凯 张禹 +3 位作者 陈敦军 韩平 谢自力 张荣 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期28-33,共6页

根据现有氮化镓（GaN）金属有机物化学气相淀积（Metalorganic Chemical Vapor Deposition）生长动力学理论,结合具体的MOCVD反应腔体的构造,用计算流体力学和动力学蒙特卡罗方法对GaN MOCVD生长过程中的生长速率和表面形貌演变进行了... 根据现有氮化镓（GaN）金属有机物化学气相淀积（Metalorganic Chemical Vapor Deposition）生长动力学理论,结合具体的MOCVD反应腔体的构造,用计算流体力学和动力学蒙特卡罗方法对GaN MOCVD生长过程中的生长速率和表面形貌演变进行了计算机模拟。结果表明,在950-1350 K的温度范围内反应气体充分热分解,是适合GaN外延生长的温度区间;温度低于950 K,反应气体未能充分地分解,导致较低的生长速率;而温度高于1350 K则Ga组分的脱附现象开始变得严重,从而抑制GaN的生长速率。另一方面,较高的V/III也会抑制GaN的生长速率。生长过程中表面形貌随时间的演变结果显示,GaN薄膜在高温下（1073~1473 K）为2D层状生长,在1373 K的温度下生长的GaN薄膜表面最为平整。 展开更多

关键词 氮化镓 计算流体力学 蒙特卡洛 计算机模拟

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Si1-xGex:C缓冲层上Ge薄膜的CVD外延生长 被引量：3

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作者 王荣华 韩平 +11 位作者 夏冬梅 李志兵 韩甜甜 刘成祥 符凯 谢自力 修向前 朱顺明 顾书林 施毅 张荣 郑有炓 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期151-154,共4页

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... 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. 展开更多

关键词 化学气相淀积 Si1-xGex:C缓冲层 Ge薄膜

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GaN/Al_2O_3(0001)上Ge薄膜的CVD外延生长

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作者 王荣华 韩平 +9 位作者 曹亮 梅琴 吴军 葛瑞萍 谢自力 陈鹏 陆海 顾书林 张荣 郑有炓 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期9-12,共4页

本工作采用化学气相淀积方法,以GeH4为反应气源,以InN/GaN/Al2O3(0001)复合衬底作陪片,在GaN/Al2O3(0001)复合衬底上外延生长了Ge薄膜,并对生长机理进行了探讨。研究结果表明:直接在N2气氛下外延得到了多晶Ge薄膜,表面较平整,由吸收光... 本工作采用化学气相淀积方法,以GeH4为反应气源,以InN/GaN/Al2O3(0001)复合衬底作陪片,在GaN/Al2O3(0001)复合衬底上外延生长了Ge薄膜,并对生长机理进行了探讨。研究结果表明:直接在N2气氛下外延得到了多晶Ge薄膜,表面较平整,由吸收光谱得出其带隙宽度为0.78eV;经过H2预处理,GaN/Al2O3复合衬底表面出现金属In的沉积,外延Ge薄膜沿(111)方向择优生长,晶体质量较高。 展开更多

关键词 化学气相淀积 Ge薄膜 GAN 金属In

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Si_1-yC_y合金薄膜中替位式C组分随生长温度的变化

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作者 王荣华 韩平 +3 位作者 王琦 夏冬梅 谢自力 张荣 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期5-8,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 化学气相淀积 Si1-yCy合金薄膜 Si-C局域振动模

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Si_(1-y)C_y合金薄膜中替位式C组分随生长温度的变化

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作者 王荣华 韩平 +3 位作者 王琦 夏冬梅 谢自力 张荣 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期5-8,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 化学气相淀积 Si1-yCy合金薄膜 Si-C局域振动模

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生长温度对Si_1-xGe_x∶C合金薄膜性质的影响

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作者 夏冬梅 王荣华 +3 位作者 王琦 韩平 谢自力 张荣 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期21-24,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 化学气相淀积 Si1-xGex∶C合金薄膜 生长温度

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生长温度对Si_(1-x)Ge_x∶C合金薄膜性质的影响

8

作者 夏冬梅 王荣华 +3 位作者 王琦 韩平 谢自力 张荣 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期21-24,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 化学气相淀积 Si1-xCex:C合金薄膜 生长温度

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Si上Si1-xGex:C 缓冲层的载流子分布

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作者 夏冬梅 王荣华 +10 位作者 王琦 韩平 梅琴 陈刚 谢自力 修向前 朱顺明 顾书林 施毅 张荣 郑有炓 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期111-114,共4页

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上生长了Ge组分渐变的Si1-xGex:C合金缓冲层.研究表明,较高温度下生长的Si1-xGex:C缓冲层中Ge的平均含量较高,其晶体质量要优于较低温度下生长的外延薄膜.载流子浓度沿衬底至表面方向逐渐上升且Si1-xGe... 用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上生长了Ge组分渐变的Si1-xGex:C合金缓冲层.研究表明,较高温度下生长的Si1-xGex:C缓冲层中Ge的平均含量较高,其晶体质量要优于较低温度下生长的外延薄膜.载流子浓度沿衬底至表面方向逐渐上升且Si1-xGex:C缓冲层总体呈p型导电,存在一局域n型导电区,本文对其导电分布特性进行了分析研究. 展开更多

关键词 化学气相淀积 Si1-xGex:C缓冲层 载流子

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生长参数对Si_(1-x)Ge_x∶C合金薄膜中元素分布的影响

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作者 梅琴 韩平 +8 位作者 王荣华 吴军 夏冬梅 葛瑞萍 赵红 谢自力 修向前 张荣 郑有炓 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期52-55,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 Si1-xGex∶C合金薄膜 扩散 能量色散谱仪 化学气相淀积

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4H-Si_(1-y)C_y合金的生长及特性

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作者 俞斐 吴军 +9 位作者 韩平 王荣华 葛瑞萍 赵红 俞慧强 谢自力 徐现刚 陈秀芳 张荣 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期290-293,共4页

用化学气相淀积(CVD)法,在6H-SiC衬底上同质外延生长SiC层,继而外延生长了Si1-yCy合金薄膜,用XRD、扫描电子显微镜、电化学腐蚀测电容-电压(ECV)方法,以及俄歇电子能谱(AES)等方法对所得的样品进行了表征测量。XRD衍射谱表明合金薄膜晶... 用化学气相淀积(CVD)法,在6H-SiC衬底上同质外延生长SiC层,继而外延生长了Si1-yCy合金薄膜,用XRD、扫描电子显微镜、电化学腐蚀测电容-电压(ECV)方法,以及俄歇电子能谱(AES)等方法对所得的样品进行了表征测量。XRD衍射谱表明合金薄膜晶体取向单一;SEM结果显示Si1-yCy合金薄膜表面平整,晶粒大小均匀。利用ECV方法得到样品中的载流子浓度分布,由衬底至表面呈n型导电。外延层中(表面除外)的载流子浓度分布是与C的深度分布相关的,表面部分的载流子浓度分布则与背景非故意掺杂相关。 展开更多

关键词 化学气相淀积 4H-Si1-yCy合金 电化学腐蚀电容电压 载流子浓度分布

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用于应变Si外延薄膜的SiC缓冲层的生长

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作者 王琦 王荣华 +3 位作者 夏冬梅 郑有炓 韩平 谢自力 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期13-16,共4页

用化学气相沉积方法对Si(111)衬底进行碳化处理,继而生长SiC外延层和应变Si薄膜。结果表明:随着碳化温度的降低,SiC薄层与Si衬底界面处的空洞有逐渐变小的趋势;在1100℃进行碳化处理可以有效减少界面处的空洞,得到较平整的SiC薄层,在此... 用化学气相沉积方法对Si(111)衬底进行碳化处理,继而生长SiC外延层和应变Si薄膜。结果表明:随着碳化温度的降低,SiC薄层与Si衬底界面处的空洞有逐渐变小的趋势;在1100℃进行碳化处理可以有效减少界面处的空洞,得到较平整的SiC薄层,在此条件下外延生长了高质量的SiC薄膜。在该SiC薄膜上外延获得了具有单一晶向的应变Si薄膜,其霍尔迁移率明显高于相同掺杂浓度的体Si材料,电学性能得到了有效改善。 展开更多

关键词 碳化 SIC 应变SI

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用于应变Si外延薄膜的SiC缓冲层的生长

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作者 王琦 王荣华 +3 位作者 夏冬梅 郑有炓 韩平 谢自力 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期13-16,共4页

用化学气相沉积方法对Si(111)衬底进行碳化处理,继而生长SjC外延层和应变Si薄膜.结果表明:随着碳化温度的降低,SiC薄层与Si衬底界面处的空洞有逐渐变小的趋势;在1100℃进行碳化处理可以有效减少界面处的空洞,得到较平整的sic薄层,在此... 用化学气相沉积方法对Si(111)衬底进行碳化处理,继而生长SjC外延层和应变Si薄膜.结果表明:随着碳化温度的降低,SiC薄层与Si衬底界面处的空洞有逐渐变小的趋势;在1100℃进行碳化处理可以有效减少界面处的空洞,得到较平整的sic薄层,在此条件下外延生长了高质量的SiC薄膜.在该SiC薄膜上外延获得了具有单一晶向的应变sj薄膜,其霍尔迁移率明显高于相同掺杂浓度的体Si材料,电学性能得到了有效改善. 展开更多

关键词 碳化 SIC 应变SI

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采用高分辨XRD确定AlxGa1-xN／GaN异质结的应变状态

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作者 谢自力 张荣 +11 位作者 张彤 周元俊 刘斌 张曾 李弋 宋黎红 崔颖超 傅德颐 修向前 韩平 施毅 郑有炓 《中国科学（G辑）》 CSCD 北大核心 2009年第11期1623-1627,共5页

利用高分辨X射线衍射方法,分析了采用金属有机物汽相沉积生长的AlxGa1-xN/GaN薄膜的晶体结构和应变状态.通过(002)和(105)面的倒易空间映射,分析获得AlxGa1-xN外延层的应变程度,并且计算了不同Al组分的AlxGa1-xN在倒易空间图上的弛豫方... 利用高分辨X射线衍射方法,分析了采用金属有机物汽相沉积生长的AlxGa1-xN/GaN薄膜的晶体结构和应变状态.通过(002)和(105)面的倒易空间映射,分析获得AlxGa1-xN外延层的应变程度,并且计算了不同Al组分的AlxGa1-xN在倒易空间图上的弛豫方向;同时利用Vegard原理,推导了在双轴应变下Al组分的计算方程式,得出完全应变情况下Al组分为30%,与卢瑟福背散射实验结果比较符合. 展开更多

关键词 高分辨X射线衍射 倒易空间图 应变 弛豫

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m面GaN平面内结构和光学各向异性研究 被引量：1

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作者 吴超 谢自力 +8 位作者 张荣 张曾 刘斌 李弋 傅德颐 修向前 韩平 施毅 郑有炓 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期7190-7193,共4页

采用金属有机物化学气相淀积方法在铝酸锂LiAlO2衬底上外延生长m面GaN薄膜.X射线衍射测量的结果表明所得薄膜具有较理想的m面晶体取向,并对其各向异性的应变进行了计算,摇摆曲线的测量发现样品存在明显的面内结构各向异性.采用偏振光致... 采用金属有机物化学气相淀积方法在铝酸锂LiAlO2衬底上外延生长m面GaN薄膜.X射线衍射测量的结果表明所得薄膜具有较理想的m面晶体取向,并对其各向异性的应变进行了计算,摇摆曲线的测量发现样品存在明显的面内结构各向异性.采用偏振光致发光研究材料的面内光学各向异性,发现随着偏振角度的改变,发光峰的峰位和强度均有明显变化,并用对称性破缺导致价带子带劈裂的理论对结果进行了解释. 展开更多

关键词 m面GaN 结构各向异性 偏振光致发光

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GaN转移电子器件的性能与基本设计

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作者 邵贤杰 陆海 +2 位作者 张荣 郑有炓 李忠辉 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2389-2392,共4页

基于GaN转移电子器件最基本的工作模式——畴渡越时间模式,计算了GaN转移电子器件的理想最高振荡频率,得到该类型微波转移电子器件的最高振荡频率可达4.7THz,接近GaAs转移电子器件最高振荡频率(0.6THz)的8倍.从理论上计算出GaN转移电子... 基于GaN转移电子器件最基本的工作模式——畴渡越时间模式,计算了GaN转移电子器件的理想最高振荡频率,得到该类型微波转移电子器件的最高振荡频率可达4.7THz,接近GaAs转移电子器件最高振荡频率(0.6THz)的8倍.从理论上计算出GaN转移电子器件的理想最大输出功率,结果表明GaN转移电子器件在功率输出方面具有很大优势.最后还讨论了GaN转移电子器件在畴渡越时间模式下,能够产生稳定Gunn振荡的两个基本条件,即电子浓度N与器件有源区长度L乘积要大于该器件的设计标准((NL)0=6.3×1012cm-2)及有源区的掺杂浓度N要小于临界掺杂浓度Ncrit(3.2×1017cm-3).本工作揭示出GaN转移电子器件在高频率和大功率输出方面都具有重要优势,作为大功率THz微波信号源将具有广阔的应用前景. 展开更多

关键词 GAN 转移电子器件 微分负阻效应 最高频率 临界掺杂浓度

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Si_(1-x)Ge_x:C缓冲层的生长温度对Ge薄膜外延生长的影响

17

作者 葛瑞萍 韩平 +7 位作者 吴军 王荣华 俞斐 赵红 俞慧强 谢自力 张荣 郑有炓 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1205-1208,共4页

用化学气相淀积方法,在Si(100)衬底上生长Si1-xGex:C合金作为缓冲层、继而外延生长了Ge晶体薄膜,用X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)、拉曼(Raman)衍射光谱等对所得到的样品进行了表征测量,着重研究了Si1-xGex:C缓冲层生长温度对样品... 用化学气相淀积方法,在Si(100)衬底上生长Si1-xGex:C合金作为缓冲层、继而外延生长了Ge晶体薄膜,用X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)、拉曼(Raman)衍射光谱等对所得到的样品进行了表征测量,着重研究了Si1-xGex:C缓冲层生长温度对样品结构特征的影响。结果表明:Si1-xGex:C缓冲层中的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;在Si1-xGex:C缓冲层上外延生长的Ge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。 展开更多

关键词 Ge薄膜 Si1-xGex:C缓冲层 化学气相淀积 生长温度

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