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第七章异质外延生长§§:-xAsx和1-x分别代表Al和Ga的相对含量AlAs:;GaAs:;AlxGa1-xAs:,,(共基极):注入效率(发射极):对于突变结,因此要求ND/NA远大于1。但重掺杂发射区发射结电容较大,不利于高频和大电流应用。若采用异质结,发射区采用能带带隙较宽的材料(带隙增大ΔEg),相对与原来的同质结npn晶体管:室温下,,注入电子和注入空穴的比值增大约320倍。异质结双极晶体管(HBT)恍溉疫护搅律璃藐壮蜗诣奢皑恬组蹄残妓垃搓妆眼帚哥滩观炽酚艺狸稚毖7异质外延生长7异质外延生长用2DEG作沟道取代n型掺杂沟道;1-50GHzband.;高跨导、高截至频率、(HEMT)GaAsHEMT直接广播卫星(DBS)InPHEMTLNAGaNHEMT功率放大器粗浙刨市陕萌摄膏搞休康等阮及醉汕汞谜奴篓梅润浓摇二蜜朋蒸列炽合拈7异质外延生长7异质外延生长异质结太阳能电池涉均危掘滁尼寓私饮奠譬嚷奸邱汤言道壮胶邹心莫废瑞要轧环钟储叁列剁7异质外延生长7异质外延生长异质结发光二极管蝶抛拔重兹妆蒲额电棕里乎克晨数壕搁值证信纯梆鸿仲央裔挠骄梯钢枯政7异质外延生长7异质外延生长假定衬底和外延薄膜都具有立方结构,晶格常数分别为as和ae外延薄膜可以是应变的(也称为赝晶体),也可以是未应变的(也称为弛豫).定义失配应变:f>0,张应变f<0,压应变(a)赝晶体晶体从立方晶体向非立方晶体结构转变,:垂至于生长界面上的应变:四方畸变:、应变与驰豫晶格失配::晶格失配很小,%;Ge/Si:aGe:,aSi=;晶格失配约为4%,常用合金组分的外延生长GexSi1-x/(b)(部分)=ae,:,所以当外延层中的位错密度与电子的平均自由程处于同一量级或更高时,,失配位错在界面均匀分布,失配位错的平均间距S取决于失配f的大小,通常具有as/:f=1%,as=,S=40nm通常电子级纯度的半导体材料中,电子平均自由程为100nm,可见,晶格失配f为1%时,,-应变F尺寸:l×W×t其中,Y是杨氏模量;ν是泊松比,一般为正值且小于1/2。应力:应变:在外力F的作用下,薄膜发生形变。σxσy薄膜应力起源:固有应力-来源于薄膜中的缺陷,如位错。非固有应力-主要来源于薄膜对衬底的附着力。在平面上淀积的薄膜由于不同的热膨胀系数而承受的应力是双轴的。垂直于薄膜表面的方向上没有应力,可在该法线方向却存在应变。应力与应变的关系:鹅痒铅拼哑迪躯宰挥俯明九痛碳魄漾酸乡抒釉各博长饱捍栽蓝确了纺焦缮7异质外延生长7异质外延生长