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应变锗的导带结构计算与分析

西安电子科技大学学报 2014年第2期41卷 120-124,171页

作者：戴显英李金龙郝跃西安电子科技大学微电子学院陕西西安710071 西安电子科技大学宽带隙半导体国家重点学科实验室陕西西安710071

应用胡克定律,建立了单、双轴张应力作用下应变锗在任意面内沿、和方向的应变张量模型.根据线性形变势能理论,计算了单轴应力沿、和方向作用下以及双轴应力在不同晶面内的应变锗导带各个能谷的谷底能级的变化情况.计算结果显示,在方向... 详细信息

应用胡克定律,建立了单、双轴张应力作用下应变锗在任意面内沿、和方向的应变张量模型.根据线性形变势能理论,计算了单轴应力沿、和方向作用下以及双轴应力在不同晶面内的应变锗导带各个能谷的谷底能级的变化情况.计算结果显示,在方向的单轴应力作用下,Δ能谷带边能级分裂,且在压应力为1.8GPa时,Δ能谷的谷底能级变为最低能级.在方向的单轴应力作用下,Δ能谷和L能谷带边能级分裂.在方向的单轴应力作用下,L能谷带边能级分裂.并且随着应力的增加,所有能谷最低能级下降.而在双轴张应力作用下,当面内应变张量达到1.8%时,(001)面应变锗的Γ能谷最低,能级比Δ能谷最低能级还要低.这表明,应变锗由间接带隙半导体变为直接带隙半导体.所得到的结果可为应变锗半导体器件和光电器件的设计提供参考.

关键词：应变锗导带能级结构单轴与双轴应变张量

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SiGe异质结双极晶体管频率特性分析

西安电子科技大学学报 2003年第3期30卷 293-297页

作者：张鹤鸣戴显英吕懿林大松胡辉勇王伟西安电子科技大学微电子所陕西西安710071

在分析载流子输运和分布的基础上,建立了物理意义清晰的各时间常数模型.模型体现了时间常数与SiGe异质结双极晶体管结构参数及电流密度之间的关系,并且包含了基区扩展效应.同时对特征频率与上述参数之间的关系进行了模拟分析和讨论.

关键词： SiGe异质结双极晶体管时间常数特征频率结构参数电流密度基区扩展效应

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基于可动电荷的SiGe HBT势垒电容

西安电子科技大学学报 2004年第6期31卷 837-840页

作者：吕懿张鹤鸣戴显英胡辉勇舒斌西安电子科技大学微电子所陕西西安710071

当SiGeHBT处于交流放大状态时,发射结空间电荷区和集电结空间电荷区存在可动电荷,因此,在考虑它们的势垒电容时,应采用微分电容.另外,集电结势垒区宽度与电流密度密切相关,依据电流密度该电容有3种情况.在SiGeHBT载流子输运基础上,建立... 详细信息

当SiGeHBT处于交流放大状态时,发射结空间电荷区和集电结空间电荷区存在可动电荷,因此,在考虑它们的势垒电容时,应采用微分电容.另外,集电结势垒区宽度与电流密度密切相关,依据电流密度该电容有3种情况.在SiGeHBT载流子输运基础上,建立了考虑发射势垒区载流子分布的势垒电容模型和不同电流密度下的集电结势垒电容模型.

关键词： SiGe HBT 势垒电容微分电容可动电荷

第一性原理研究应变Si/(111)Si(1-x)Gex能带结构

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物理学报 2008年第9期57卷 5918-5922页

作者：宋建军张鹤鸣戴显英胡辉勇宣荣喜西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

基于密度泛函理论框架的第一性原理平面波赝势方法对双轴应变Si/(111)Si1-xGex(x=0.1—0.4)的能带结构进行了研究,结果表明:导带带边六度简并没有消除;应变部分消除了价带带边的简并度;导带带边能量极值k矢位置和极值附近可由电子有效... 详细信息

基于密度泛函理论框架的第一性原理平面波赝势方法对双轴应变Si/(111)Si1-xGex(x=0.1—0.4)的能带结构进行了研究,结果表明:导带带边六度简并没有消除;应变部分消除了价带带边的简并度;导带带边能量极值k矢位置和极值附近可由电子有效质量描述的能带形状在应变条件下几乎不变;价带极大值附近可由空穴有效质量描述的能带形状随着x有规律地变化.此外,给出的禁带宽度与x的拟合关系同KP理论计算的结果一致,该量化数据对器件研究设计可提供有价值的参考.

关键词：应变硅能带结构第一性原理

UVCVD/UHVCVD技术制备SiGe HBT材料

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西安电子科技大学学报 2003年第3期30卷 306-308,325页

作者：戴显英胡辉勇张鹤鸣孙建诚西安电子科技大学微电子所陕西西安710071

介绍了一种新的制备SiGe/Si材料的化学气相沉积技术.该技术组合了紫外光化学气相沉积和超高真空化学气相沉积两种技术的优点,具有超高真空背景和低温淀积的特点.应用该技术在10-7Pa超高真空背景、450℃淀积温度及低于10Pa反应压力的条件... 详细信息

介绍了一种新的制备SiGe/Si材料的化学气相沉积技术.该技术组合了紫外光化学气相沉积和超高真空化学气相沉积两种技术的优点,具有超高真空背景和低温淀积的特点.应用该技术在10-7Pa超高真空背景、450℃淀积温度及低于10Pa反应压力的条件下,外延生长了器件级SiGeHBT材料.SIMS分析表明,材料层界面清晰,Ge组分和掺杂分布平坦.此外,还研制出了SiGeHBT器件.

关键词：紫外光化学气相沉积超高真空化学气相沉积 SiGe异质结双极晶体管 HBT UVCVD UHVCVD

应变Si/(101)Si_xGe_(1-x)空穴迁移率

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西安电子科技大学学报 2013年第3期40卷 121-125页

作者：赵丽霞张鹤鸣戴显英宣荣喜西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室陕西西安710071

采用kp微扰理论,基于费米黄金法则及玻尔兹曼方程碰撞项近似理论,对(101)晶面双轴应变Si材料应力致迁移率增强机理进行了系统深入的研究.结果表明:双轴应变Si(101)材料高对称晶向空穴迁移率在应力作用下均有明显增强,其空穴统观迁移率... 详细信息

采用kp微扰理论,基于费米黄金法则及玻尔兹曼方程碰撞项近似理论,对(101)晶面双轴应变Si材料应力致迁移率增强机理进行了系统深入的研究.结果表明:双轴应变Si(101)材料高对称晶向空穴迁移率在应力作用下均有明显增强,其空穴统观迁移率与未应变Si材料相比,最多提高约2倍.文中所得量化模型可为应变Si材料物理的深入理解及应变材料、器件的研究与设计提供有价值的参考.

关键词：应变Si 各向异性迁移率

应变Ge/Si_(1-x)Ge_x价带色散模型

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物理学报 2012年第13期61卷 387-393页

作者：戴显英杨程宋建军张鹤鸣郝跃郑若川西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

基于k·p微扰理论,通过引入应变哈密顿量作为微扰,建立了双轴应变Ge/Si_(1-x)Ge_x价带色散关系模型.模型适于任意晶向弛豫Si_(1-x)Ge_x虚衬底上的应变Ge价带结构,通过该模型可获得任意k方向应变Ge的价带结构和空穴有效质量.模型的Matla... 详细信息

基于k·p微扰理论,通过引入应变哈密顿量作为微扰,建立了双轴应变Ge/Si_(1-x)Ge_x价带色散关系模型.模型适于任意晶向弛豫Si_(1-x)Ge_x虚衬底上的应变Ge价带结构,通过该模型可获得任意k方向应变Ge的价带结构和空穴有效质量.模型的Matlab模拟结果显示,应变Ge/Si_(1-X)Ge_x价带带边空穴有效质量随Ge组分的增加而减小,其各向异性比弛豫Ge更加显著.本文研究成果对Si基应变Ge MOS器件及集成电路的沟道应力与晶向的设计有参考价值.

关键词：应变Ge 价带结构 k·p理论色散关系模型

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应变Si1-xGex能带结构研究

物理学报 2009年第11期58卷 7947-7951页

作者：宋建军张鹤鸣胡辉勇宣荣喜戴显英西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071

采用结合形变势理论的K.P微扰法建立了(001),(101)和(111)面弛豫Si衬底上生长的应变Si1-xGex(x≤0.5)的能带结构模型,获得了其导带带边能级、价带带边能级、导带劈裂能、价带劈裂能及禁带宽度随Ge组分(x)的函数变化关系,该量化数据对器... 详细信息

采用结合形变势理论的K.P微扰法建立了(001),(101)和(111)面弛豫Si衬底上生长的应变Si1-xGex(x≤0.5)的能带结构模型,获得了其导带带边能级、价带带边能级、导带劈裂能、价带劈裂能及禁带宽度随Ge组分(x)的函数变化关系,该量化数据对器件研究设计可提供有价值的参考.

关键词：应变Si1-xGex K.P法能带结构

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应变Ge空穴有效质量的各向异性与各向同性

物理学报 2012年第23期61卷 404-409页

作者：戴显英杨程宋建军张鹤鸣郝跃郑若川西安电子科技大学微电子学院宽禁带隙半导体技术国家重点实验室西安710071

在利用k·p微扰理论获得应变Ge/Si_(1-x)Ge_x价带E(k)-k关系的基础上,研究得到了(001),(101),(111)面应变Ge/Si_(1-x)Ge_x沿不同晶向及各向同性的价带空穴有效质量.结果显示,应变Ge/Si_(1-x)Ge_x沿各晶向的带边有效质量随应力增大而减小... 详细信息

在利用k·p微扰理论获得应变Ge/Si_(1-x)Ge_x价带E(k)-k关系的基础上,研究得到了(001),(101),(111)面应变Ge/Si_(1-x)Ge_x沿不同晶向及各向同性的价带空穴有效质量.结果显示,应变Ge/Si_(1-x)Ge_x沿各晶向的带边有效质量随应力增大而减小,且沿[010]晶向最小;子带空穴有效质量在应力较大时变化不明显,并且在数值上与带边空穴有效质量相差不大.最后利用各向同性有效质量与文献结果进行比对,验证了结果的正确性.

关键词：应变Ge/Si_1-xGe_x 空穴有效质量价带结构各向异性与各向同性