SiGe材料的特性及应用

SiGe材料的特性及应用目录SiGe的应用4前言1SiGe材料的特性研究

2

SiGe技术的发展和主要器件3结论57

第1章前言1、硅集成电路技术的线宽达到10个纳米，这个尺度为认为是硅集成电路的“物理极限”。人们要想突破上述的“物理极限”，就要开拓发展新技术。2、Si在微电子技术中占据着主导地位，但是因为其禁带不够宽，而且是间接跃迁型所以一直无法应用在光电子学领域。所以在很多光电子领域，经常是GaAs、InP等化合物半导体起主要作用。然而，化合物材料的提纯和制备都比较困难，而且研究的起步比较晚，发展比较缓慢，所以人们还是希望从已经成熟的Si工艺来发展光电子领域。

研究背景第2章SiGe材料的特性研究特性基本特性光学特性热学特性SiGe材料的制备技术主要分为两大类：分子束外延(MBE)和化学气相淀积(CVD)。第3章SiGe技术的发展和主要器件自20世纪80年代后期美国IBM公司发明全球第一只硅锗异质结双极晶体管(SiGe-HBT)以来,经过十几年的发展SiGe/SiHBT在频率、性能和工艺等方面都有了迅速的发展,其低成本和高性能的潜质使它有着广阔的应用市场。当前大公司中研究最多的是HBT，由于SiGe/Si异质结结构也可以大幅度的提高场效应管器件的性能,所以也有很多人在进行异质结CMOS、晶体管(HCMOS)和调制掺杂场效应管(MODFET)等研究。现在SiGe技术已广泛应用于无线通信、有线通信、卫星通信和自动化等各个领域。

第3章SiGe技术的发展和主要器件基区Ge组分分布使的SiGe-HBT结处基区禁带宽度对变小，减小了基区渡越时间。发射区，集电区则采用重掺杂的多晶硅。

第3章SiGe技术的发展和主要器件

使基区渡越时间减小，高注入效率，基区掺杂浓度提高，基区宽度减小基区电阻减小。

第3章SiGe技术的发展和主要器件高频低耗低噪声第3章SiGe技术的发展和主要器件

高频低耗低噪声

SiGeHBT目前的研究水平是：2003年，IBM报道了室温下fT达375GHz的SiGeHBT；2004年，IBM报道了fmax为350GHz的SiGeHBT；2006年，IBM联同乔治亚理工学院，利用液氮，在-268℃下成功将SiGeHBT的fT提高到500GHz，这是目前世界上最高的晶体管fT报道。1、光电探测器是SiGe最早的应用领域，例如雪崩光电二极管，至少比一般PIN光电二极管的探测灵敏度高10倍。可以作为很好的光电探测器。2、在晶体硅(C-Si)薄膜中加入SiGe合金，能够制作出成本低、性能高的光生伏打电池。3、SiGe薄膜太阳能电池第4章SiGe的应用

第4章SiGe的应用结论SiGe在光电子领域有很好的应用和发展前景，最早的应用领域是光电探测器。而且SiGe合金可以改进光生伏打电池的吸收特性和转换效率的特性使得SiGe太阳能电池更具前景，但仍有很多问题有待我们解决。41

21世纪至今的SiGeBiCMOS技术研究。可以预见，在未来几十年内SiGeBiCMOS技术将依然处于SiGe异质结晶体管技术研究的最前沿。

2

在SiGe-HBT中，SiGe基区可以进行高掺杂，同时保证合适的电流增益β，因而Rb很小，fmax可得到提高，因此