硅锗超晶格及低维量子结构PDF电子书下载

第1章 Si1-xGex/Si合金应变层及超晶格的基本性质 1

1.1 Si1-xGex合金应变层内的应力 1

1.2 Si1-xGex/Si异质材料的共度生长临界厚度 3

1.3 Si1-xGex/Si应变层超晶格的应变特性 5

1.3.1 拉曼散射谱用于应变的测定 6

1.3.2 Si1-xGex/Si超晶格的应力分布 8

1.3.3 Si1-xGex/Si超晶格的应力大小 10

1.3.4 三维岛状生长的Si1-xGex/Si超晶格的应变特性 11

1.3.5 Si1-xGex/Si应变层超晶格的应变弛豫和Ge的向外扩散 12

1.4 Si1-xGex/Si异质结构的能带排列 13

1.4.1 异质结构的能带排列 13

1.4.2 Si1-xGex应变材料的带隙和能带结构 14

1.4.3 Si1-xGex/Si异质结界面的能带排列 17

1.5 Si1-xGex/Si量子阱和超晶格的电子态 20

1.5.1 Si1-xGex/Si量子阱和超晶格的能带结构 20

1.5.2 Si1-xGex/Si应变层量子阱的电子态 23

第2章 Si分子束外延生长技术 28

2.1 Si分子束外延设备简介 28

2.1.1 真空系统 28

2.1.2 样品座、传递及加热装置 30

2.1.3 电子束蒸发系统 30

2.1.4 掺杂装置 31

2.1.5 实时检测装置 31

2.2 原位分析与监控 31

2.2.1 反射式高能电子衍射技术 31

2.2.2 俄歇电子能谱定量分析方法 34

2.3 分子束外延中衬底材料的表面处理技术 40

2.3.1 用薄氧化层获得Si清洁表面 40

2.3.2 Si衬底H饱和钝化法 41

2.4 Si、Ge材料的外延生长 42

2.4.1 Si在Si衬底上的同质分子束外延生长 42

2.4.2 Ge/Si(100)和Ge/Si(111)异质外延生长 50

2.4.3 在Si衬底上外延生长Si1-xGex合金 54

2.4.4 SinGem超薄层超晶格的外延生长 59

2.4.5 分子束外延生长温度的选择 62

2.4.6 Si1-yGey缓冲层的生长 63

第3章 Si1-xGex/Si超晶格、量子阱的结构表征 70

3.1 X射线散射和衍射 70

3.1.1 X射线散射和衍射原理 71

3.1.2 小角X射线衍射 74

3.1.3 高角X射线衍射 87

3.1.4 X射线表面散射 95

3.1.5 X射线三轴(晶)衍射——二维倒空间测绘 98

3.2 透射电子显微观察 102

3.2.1 横截面试样制备和显微观察 102

3.2.2 电子探针微区成分分析 105

3.3 卢瑟福背散射谱 107

3.4 俄歇电子能谱和二次离子质谱深度剖析 111

第4章 Si1-xGex/Si低维结构材料的电学性质 115

4.1 Si1-xGex/Si量子阱结构的C-V特性 115

4.1.1 C-V法测试的基本原理 116

4.1.2 量子阱结构的能带分布计算 118

4.1.3 量子阱结构的C-V特性的模拟计算 122

4.1.4 量子阱样品的C-V测试结果分析 131

4.2 量子阱结构的导纳谱研究 134

4.2.1 导纳谱的等效电路模型 135

4.2.2 导纳谱的载流子热发射模型 137

4.2.3 单量子阱样品的实验结果 142

4.2.4 导纳谱的计算机模拟 145

4.2.5 外加直流偏压对导纳谱的影响 146

4.3 用导纳谱研究Si1-xGex量子阱中的量子限制效应 147

4.3.1 导纳谱研究量子阱的原理 147

4.3.2 单量子阱的导纳谱研究 150

4.3.3 多量子阱的导纳谱研究 154

4.4 用DLTS研究Si分子束外延层的界面缺陷 159

4.4.1 分子束外延层与衬底界面的缺陷研究 159

4.4.2 存在高密度界面缺陷层时外延样品的肖特基势垒的能带图 160

4.4.3 高浓度界面缺陷的深能级暂态谱特性 163

4.4.4 高密度界面缺陷的检测 166

4.4.5 Si1-xGex量子阱结构的界面缺陷的研究 170

第5章 Si1-xGex/Si异质结构和超晶格的光学特性 181

5.1 Si1-xGex/Si超晶格的光散射特性 181

5.1.1 Si、Ge和Si1-xGex合金的声子散射谱 181

5.1.2 Si1-xGex/Si超晶格的折叠声子散射 187

5.1.3 有限尺寸效应和多重超晶格 190

5.1.4 界面展宽效应 195

5.1.5 Si1-xGex/Si超晶格的光学声子散射 197

5.2 Si1-xGex/Si量子阱的发光特性 201

5.2.1 Si、Ge和Si1-xGex合金的带边发光谱 201

5.2.2 Si1-xGex/Si量子阱的带边发光 208

5.2.3 SinGem短周期超晶格的发光特性 214

5.2.4 结构的非均匀起伏和无序效应 217

5.3 Si1-xGex/Si异质结构的吸收、调制反射和非线性光谱 220

5.3.1 Si1-xGex/Si量子阱的子带间吸收 220

5.3.2 Si1-xGex/Si异质结的内光电发射 226

5.3.3 Si1-xGex/Si异质结构的调制反射光谱 226

5.3.4 Si1-xGex/Si超晶格的二次谐波产生 228

第6章 Si基Ge量子点材料 233

6.1 Si基Ge量子点材料的生长、表征及其发光特性 234

6.1.1 生长Si基量子点的方法 234

6.1.2 用局域Si分子束外延技术生长Si基Ge量子点 235

6.1.3 自组织生长Si基Ge量子点 237

6.1.4 Si基Ge量子点的热稳定性 241

6.2 Si基Ge量子点的能级结构和库仑荷电效应 243

6.2.1 量子点的能级结构和库仑荷电效应 243

6.2.2 Si基Ge量子点的导纳谱理论 245

6.2.3 Si基Ge量子点样品的导纳谱分析 249

6.3 Si基Ge量子点的空穴俘获过程的研究 253

6.3.1 量子点中载流子俘获的暂态过程 253

6.3.2 用DLTS技术测量Ge量子点的能级结构 254

6.3.3 Ge量子点中空穴俘获过程的观察 257

第7章 Si1-xGex分子束外延材料的器件应用 260

7.1 Si1-xGex基区HBT 260

7.1.1 Si1-xGex基区对提高Si基双极型晶体管高频特性的作用 260

7.1.2 Si1-xGex基区HBT器件制造工艺 262

7.1.3 Si1-xGex基区HBT的低温特性 265

7.2 Si1-xGex/Si埋沟MOS场效管 265

7.2.1 Si1-x Gex/Si埋沟MOS场效管的特点 265

7.2.2 迁移率增强效应和调制掺杂 266

7.2.3 Si1-x Gex/Si MOSFET的结构与特性 268

7.3 p+-Si1-x Ge/Si异质结内光电发射型红外探测器 269

7.3.1 p+-Si1-x Gex/Si异质结内光电发射效应 270

7.3.2 p+-Si1-x Gex/Si异质结内光电发射器件参数的选择 271

7.3.3 器件特性的模拟 274

7.3.4 p+-Si1-x Gex/Si异质结内光电发射型红外探测器的制作 277

7.4 Si1-x Ge/Si多量子阱型探测器 281

7.5 Si1-x Gex/Si光电集成电路 283

索引 287