锗硅合金的新型材料的应用
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发布时间：2022-04-28 18:30
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时间：2023-09-14 06:19
Si–Ge合金可以说是一种新型的半导体材料,对于微电子技术的发展具有重要的意义.
①Si–Ge合金的相图是由液相线和固相线构成的简单相图。对于50%的Si – Ge混合物，在1108oC时开始熔化, 到1272oC时完全熔化; 在1150oC下, 液相SiGe中含Si 22%, 而固相SiGe中含Si 58%.
②SiGe的电子迁移率近似与空穴迁移率相等，而且都比Si的高; SiGe在低数据速率（10Gbit/s）中优于Si .
③SiGe的热导率是GaAs的3倍,则在20GHz下工作的SiGe器件的功率,相当于Si器件的10%~20%,这可增强线性度（使噪声降低,可靠性提高）.
④由于Si和Ge的电子亲和能很接近 (分别是4.00eV和4.05eV), 则Si/SiGe异质结的能带突变量基本上是ΔEv, 这对n-p-n HBT十分有利; 当Ge含量达到20%时, ΔEv将约为200 meV (~8kT) .
⑤SiGe工艺与CMOS工艺流程互相兼容，则SiGe-BiCMOS的制作也就是把宽带宽、高增益、低噪SiGe-HBT与高密度的CMOS功能性逻辑阵列（C和L无源元件）集成在一起; SiGe-BiCMOS所实现的性能几乎与Ⅲ-Ⅴ技术的相当; IBM的SiGe芯片比0.18μm的Si片性能好。
可望在OEIC(光电子集成电路)中应用：SiGe合金的本征跃迁发光波长范围是1.3μm~1.55μm, 这正是长距离光纤通信的理想波长窗口; 但是, SiGe合金是间接禁带半导体, 不能直接用作发光材料; 不过在SiGe/Si的应变超晶格中, 由于能带交叠, 将使SiGe变成直接禁带半导体, 从而可用于OELSIC。⑧组成SiGeC合金：在SiGe中加入C,可补偿晶格失配,能够改善SiGe/Si异质结的界面性能;同时,在SiGe中加入C,可调节能带结构, 造成异质结导带有较大的突变, 以增强对电子的量子*作用, 提高载流子的辐射复合几率.
