Si基改性Ge薄膜RPCVD外延生长研究

发布时间：2024-03-31 15:55

　　Si衬底上Ge薄膜制备过程中,利用二者之间的热失配,可在Ge薄膜层中引入张应力。张应力改性作用下,Ge能带结构由间接带隙类型转化为准直接带隙或直接带隙类型,将其应用于光子器件,可有效提升器件的发光效率;同时,张应变改性Ge相较于Ge半导体,载流子迁移率更高,还可将其应用于电子器件。Si基改性Ge薄膜不仅具有优异的光电特性,还兼具Si衬底的优势,极具应用潜力。然而,由于Si与Ge之间存在4.2%的晶格失配,直接在Si衬底上生长改性Ge薄膜将会产生较大的缺陷,从而影响改性Ge光电器件的性能。因此,如何在Si衬底上生长高质量的改性Ge薄膜已成为领域内研究的热点和重点。为此,本文首先搭建了Si基改性Ge薄膜RPCVD生长系统,为Si基改性Ge薄膜的生长奠定了必要的物质基础。基于RPCVD碰撞与吸附理论,进一步建立了Si基改性Ge薄膜的生长动力学模型,为制定Si基改性Ge薄膜RPCVD工艺制度提供了理论依据。针对Si基改性Ge薄膜位错密度与应力表征方面存在的问题,提出了适用于改性Ge的位错密度表征方法,建立了拉曼谱与应力的理论关系模型,完善了相关表征技术。通过以上研究,为高质量的Si基改性Ge薄...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图11Ge能带结构

技术的不断发展，光电信号转换设备的小型化和低片光电集成是未来计算机和通信领域高性能、低功在光学器件与电学器件领域，III、V族半导体材其与现有的Si工艺不兼容、生产成本高和周期较的发展。因此，寻找与当前Si工艺相兼容，光电关注的新热点。与意义族半导体，其能带结构如图1....

图12Ge引入张应力能带亦化

西安电子科技大学硕士学位论文。改性就是指利用特定的技术手段，使Ge布里渊区处于布里渊区边界导带底的能量逐步降低，同时，直在一定条件下可将Ge转化为准直接带隙，或直接带仅可以改变Ge的导带能谷的能级，也可以使Ge的能带结构的改变，如图1.2所示。与此同时，半导体....

图14载流子寿命哺汁入载流子浓膺的亦让钡律

效率模型半导体材料发光性能的之光表现，而电子空穴向耗尽导体材料发光效率的决定性因素。在Ge半导体材料合占据着主导作用，因此，我们只考虑直接带隙复1111τητττdirdirindag示，N型张应变改性Ge半导体内量子效率随张应变度小于....

图1.5N型张应夺改性Ge内量子效率防汁入载流子浓度

载流子寿命随注入载流子浓度的变化规律量子效率模型效率是半导体材料发光性能的之光表现，而电子空穴向耗率是半导体材料发光效率的决定性因素。在Ge半导体材带隙复合占据着主导作用，因此，我们只考虑直接带隙复所示：1111τητττdirdirindag....

本文编号：3944161