硅基锗材料的外延生长及其应用

比如 它是 间接 带 隙半 导体 材料 ， 的载流 子 迁移 率 低 ， 以硅材 料 的发 光效 率很 低 ， 它 所 器件 速度 比较 慢 。在 硅衬 底上 外延 生 长其 它 半导体 材 料 ， 以 充分发 挥 各 自的优 点 ， 可 弥补硅 材料 的不足 。本 文介 绍 了硅衬 底
上的锗材料外延生长技术进展 ， 讨论 了该材料在微 电子和光 电子等方面的可能应用， 重点介绍 了它在硅
１ 引言
硅 基光 电集 成将 微 电子技 术 和光 子学 技术 进 行 融合 ， 微 电子技 术 的继 承 和发展 ， 信息 技术 发 展 是 是 的重要 前沿研 究 领域 。其 研究 内容包 括硅 基 高效 光
源、 硅基 高速 光 电探 测 器 、 硅基 高 速 光 调 制器 、 低损 耗 光 波 导 器件 等 。硅衬 底 上 外 延 生 长 的锗 （ ｅ 材 Ｇ ）
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基 高速 长波 长光 电探 测 器研 制 方 面 的应 用 。
关键 词 ： 基 ； ， 硅 锗 外延 ； 电探 测 器 光
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难题 。
Ｍｅｗ ｒ ｅ模式 （ Ｍ， Ｆ 层状 ） Ｖ ｌ ｒＷｅｅ 模 式 （ Ｗ ， 、 ｏ — ｂｒ ｍｅ Ｖ 岛状 ） Ｓｒｎｋ— ｒｓ ｎ ｗ模 式 （ Ｋ， 是层 状 生 和 ｔ ｓｉＫ ａｔ ｏ ａ ａ Ｓ 先 长 ， 后是 岛状 生长 ） 然 。图 １ 出 了三 种生 长模式 的 示
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料 是 硅基 高速 长 波长 光 电探测 器 的首 选材料 ＿ 近几 ｌ １ 。
年 来 人 们 在硅 基 Ｇ 材 料外 延 生 长方 面取 得 了 突破 ｅ 性 进 展 ，并 用 它研 制 出 了 ３ｄ Ｂ带宽 达 ４ Ｈ 的 高 ０Ｇ ｚ
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速光 电探测 器 ，解 决 了硅基光 电集 成 的探测 器研 制
硅基锗材料 的外延生长及 其应用
聂辉 文 成步文 ｚ ，
（ ． 南化工机械 学校 ， １湖 湖南工业技术 学院， １ ０ １ ４２１ ２ 中国科 学院半导体研 究所 集成 光 电子 学国家重点 实验 室， ００ ） ． １ ０８ ３
摘要： 硅是最重要 的半导体材料， 在信息产业 中起着不可替代的作用。 但是硅材料也有一些物理局限性，