硅锗

✍ dations ◷ 2025-10-05 13:43:06 #集成电路,半导体材料,锗合金,硅合金

硅锗（英语：Silicon-germanium，缩写为SiGe），是一种合金，依硅和锗的莫耳比可以表示成Si_xGe_1-x。常被用作集成电路（IC）中的半导体材料，可做成异质结双极性晶体管或CMOS晶体管中的应变感应层（strain-inducing layer）。IBM公司于1989年在工业生产中引入了硅锗合金相关技术，这一新技术使混合信号集成电路和模拟集成电路的设计与生产多了一项选择。

使用传统的硅半导体器件制造技术，即可在晶圆上形成SiGe。在CMOS工艺方面，SiGe工艺的成本和硅工艺相当，但在异质结技术方面，SiGe工艺的成本比砷化镓工艺还要低。近来，使用有机金属气相外延（MOVPE）沉积高纯度的含Ge薄膜、SiGe和应变硅时，会使用只有少量危害的液体来当做替代物，像有机锗化合物前体（如：异丁基锗烷、三氯锗烷、二甲氨基三氯锗烷）。

拥有SiGe制作服务的共有以下几家公司：国际商务机器（IBM）、意法半导体（STMicroelectronics）、台湾积体电路制造股份有限公司（TSMC）、飞思卡尔（Freescale，原本的摩托罗拉半导体部门）、索尼（Sony）、Atmel、特许半导体（英语：Chartered Semiconductor Manufacturing）、迈瑞（英语：Micrel）、英飞凌（Infineon）、德州仪器（TI）、IHP、捷智半导体（英语：Jazz Semiconductor），原本的胜讯（Conexant）。超微半导体（AMD）有意加入IBM的SiGe应变硅技术开发计划，让技术迈入65nm级规模。

2015年七月，IBM公司宣布通过SiGe工艺制成了7纳米（英语：7 nanometer）级晶体管，有望使晶体管的产量上升三倍。

SiGe材料可让异质结双极性晶体管整合进CMOS逻辑集成电路，达成混合信号电路的功能。异质结双极性晶体管比起同质接面双极性电极体，拥有高正向增益、低反向增益、低电流和较好的高频特性等优点。但在异质面技术中，与仅使用硅的技术相比，SiGe这种化合物半导体更容易进行能带调节（英语：Bandgap voltage reference）。

绝缘体上硅锗（Silicon-germanium-on-insulator，缩写为SGOI）是一项类似绝缘体上硅（Silicon-on-insulator，缩写为SOI）的技术，现今被运用在电脑的芯片。SGOI技术可以增加原子间的距离，加快电流流动的速度，以提高微芯片中晶体管的速度。

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