如何在絕緣層上硅形成高質(zhì)量和大面積的化合物半導(dǎo)體材料

第一代半導(dǎo)體材料主要是以硅和鍺為代表的IV族材料，而第二代和第三代半導(dǎo)體材料主要是化合物半導(dǎo)體（Compound Semiconductor）材料，其中砷化鎵(GaAs)和磷化銦（InP）是第二代半導(dǎo)體材料中的代表，氮化鎵（GaN)和碳化硅(SiC）是第三代半導(dǎo)體材料中的代表。

與硅基的分立器件及其集成電路相比，化合物半導(dǎo)體的分立器件及其集成電路呈現(xiàn)出更優(yōu)異的性能。例如，氮化鎵（GaN）適用于較高的工作頻率，碳化硅(SiC）適用于較高的工作溫度和電壓，砷化銦（InAs）和砷化鎵（GaAs)適用于混合發(fā)光源，二硫化鉬（MoS2）或二硒化鎢（WSe2）具有較高的遷移率。

這些化合物半導(dǎo)體材料比硅具有更優(yōu)異的材料特性，如較寬的帶隙及直接能帶間隙產(chǎn)生較強(qiáng)的發(fā)光能力等。但I(xiàn)II-V族或II-VI族等化合物材料在現(xiàn)代硅半導(dǎo)體工廠中被認(rèn)為有交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)，而且只有小尺寸的襯底（150mm 或更小，因而全面用化合物半導(dǎo)體形成的集成電路的發(fā)展和制造較緩慢。

如何在絕緣層上硅（SOI） 或體硅襯底上形成高質(zhì)量和大面積（或選擇性局部區(qū)域）的化合物半導(dǎo)體材料技術(shù)是一項(xiàng)使能技術(shù)(Enabling Technology），不僅能利用硅工藝集成技術(shù)進(jìn)一步加快發(fā)展化合物半導(dǎo)體器件的應(yīng)用和制造，而且也能擴(kuò)展硅基集成電路的功能。





審核編輯：劉清