SiGe材料的特性及應(yīng)用

SiGe材料的特性及應(yīng)用目錄SiGe的應(yīng)用4前言1SiGe材料的特性研究

2

SiGe技術(shù)的發(fā)展和主要器件3結(jié)論57

第1章前言1、硅集成電路技術(shù)的線寬達(dá)到10個納米，這個尺度為認(rèn)為是硅集成電路的“物理極限”。人們要想突破上述的“物理極限”，就要開拓發(fā)展新技術(shù)。2、Si在微電子技術(shù)中占據(jù)著主導(dǎo)地位，但是因?yàn)槠浣麕Р粔驅(qū)挘沂情g接躍遷型所以一直無法應(yīng)用在光電子學(xué)領(lǐng)域。所以在很多光電子領(lǐng)域，經(jīng)常是GaAs、InP等化合物半導(dǎo)體起主要作用。然而，化合物材料的提純和制備都比較困難，而且研究的起步比較晚，發(fā)展比較緩慢，所以人們還是希望從已經(jīng)成熟的Si工藝來發(fā)展光電子領(lǐng)域。

研究背景第2章SiGe材料的特性研究特性基本特性光學(xué)特性熱學(xué)特性SiGe材料的制備技術(shù)主要分為兩大類：分子束外延(MBE)和化學(xué)氣相淀積(CVD)。第3章SiGe技術(shù)的發(fā)展和主要器件自20世紀(jì)80年代后期美國IBM公司發(fā)明全球第一只硅鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(SiGe-HBT)以來,經(jīng)過十幾年的發(fā)展SiGe/SiHBT在頻率、性能和工藝等方面都有了迅速的發(fā)展,其低成本和高性能的潛質(zhì)使它有著廣闊的應(yīng)用市場。當(dāng)前大公司中研究最多的是HBT，由于SiGe/Si異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)也可以大幅度的提高場效應(yīng)管器件的性能,所以也有很多人在進(jìn)行異質(zhì)結(jié)CMOS、晶體管(HCMOS)和調(diào)制摻雜場效應(yīng)管(MODFET)等研究?，F(xiàn)在SiGe技術(shù)已廣泛應(yīng)用于無線通信、有線通信、衛(wèi)星通信和自動化等各個領(lǐng)域。

第3章SiGe技術(shù)的發(fā)展和主要器件基區(qū)Ge組分分布使的SiGe-HBT結(jié)處基區(qū)禁帶寬度對變小，減小了基區(qū)渡越時間。發(fā)射區(qū)，集電區(qū)則采用重?fù)诫s的多晶硅。

第3章SiGe技術(shù)的發(fā)展和主要器件

使基區(qū)渡越時間減小，高注入效率，基區(qū)摻雜濃度提高，基區(qū)寬度減小基區(qū)電阻減小。

第3章SiGe技術(shù)的發(fā)展和主要器件高頻低耗低噪聲第3章SiGe技術(shù)的發(fā)展和主要器件

高頻低耗低噪聲

SiGeHBT目前的研究水平是：2003年，IBM報道了室溫下fT達(dá)375GHz的SiGeHBT；2004年，IBM報道了fmax為350GHz的SiGeHBT；2006年，IBM聯(lián)同喬治亞理工學(xué)院，利用液氮，在-268℃下成功將SiGeHBT的fT提高到500GHz，這是目前世界上最高的晶體管fT報道。1、光電探測器是SiGe最早的應(yīng)用領(lǐng)域，例如雪崩光電二極管，至少比一般PIN光電二極管的探測靈敏度高10倍?？梢宰鳛楹芎玫墓怆娞綔y器。2、在晶體硅(C-Si)薄膜中加入SiGe合金，能夠制作出成本低、性能高的光生伏打電池。3、SiGe薄膜太陽能電池第4章SiGe的應(yīng)用

第4章SiGe的應(yīng)用結(jié)論SiGe在光電子領(lǐng)域有很好的應(yīng)用和發(fā)展前景，最早的應(yīng)用領(lǐng)域是光電探測器。而且SiGe合金可以改進(jìn)光生伏打電池的吸收特性和轉(zhuǎn)換效率的特性使得SiGe太陽能電池更具前景，但仍有很多問題有待我們解決。41

21世紀(jì)至今的SiGeBiCMOS技術(shù)研究。可以預(yù)見，在未來幾十年內(nèi)SiGeBiCMOS技術(shù)將依然處于SiGe異質(zhì)結(jié)晶體管技術(shù)研究的最前沿。

2

在SiGe-HBT中，SiGe基區(qū)可以進(jìn)行高摻雜，同時保證合適的電流增益β，因而Rb很小，fmax可得到提高，因此