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IBM在硅上“嫁接”化合物半导体-macau国际

 


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本文摘要:IBM公司的瑞士苏黎世研究所研发出有了可在硅元件上生长出有完全没晶体缺陷的化合物半导体晶体纳米线的技术。

IBM公司的瑞士苏黎世研究所研发出有了可在硅元件上生长出有完全没晶体缺陷的化合物半导体晶体纳米线的技术。  纳米线的SEM图,利用TASE技术、像选育一样在硅纳米线上制作而出的化合物半导体单晶硅构成纳米线。

硅部分用绿色回应,化合物半导体部分用红色回应。(图片:海因茨施密德/IBM)(页面缩放)  这可以说道是一种虽然以Si/CMOS技术为基础,却需要依赖微细化就能提升半导体性能的方法。

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IBM将其定坐落于可沿袭摩尔定律的技术,同时也将其视作一项未来将会构建可在硅上构成光学电路的硅光子的技术。  IBM此次研发的技术取名为模板辅助选择性外延(Template-AssistedSelectiveEpitaxy,TASE,是像选育一样在SOI(silicon-on-insulator,绝缘体上硅片)基板上构成的硅纳米线(NW)上构成III-V族化合物半导体NW的技术。

具体方法是,先在SOI晶圆上构成一种模板,然后像铸一样,让化合物半导体流向模板,使其晶体生长。IBM月底2013年公布了使用这种TASE技术在基板上横向构成化合物半导体NW的技术,而此次是在基板上平行构成NW。  化合物半导体NW的构成方法大体有以下几个步骤:(1)在(100)晶面SOI基板上构成25~50nm薄的硅层,并使用电子束光刻技术构成图案,然后再行构成形状完全与最后构成的NW完全相同的硅NW。  (2)使用原子层沉积(ALD)技术在硅NW上构成30nm薄的SiO2层。

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不过,NW的顶端要预先使用转印等技术除去SiO2。其他SiO2层则不会变为化合物半导体NW的模板。  (3)使用转印法从(2)的开口部除去模板中的部分硅NW。

剩下的硅结晶面变为(111)晶面。然后,使用有机金属化学气相沉积法(MOCVD)让化合物半导体的晶体在模板中生长。

  (4)利用氟化氢(HF)水溶液转印除去之前变为模板的SiO2。通过以上步骤,之后不会获得一种样子在硅NW末端选育了化合物半导体NW一样的元件。  据涉及论文讲解,使用该技术在SOI晶圆上制作的化合物半导体NW具备十分低的结晶品质。比如砷简化铟(InAs)NW,运用霍尔效应测量法取得的载流子迁移率在室温下高约5400cm2/Vs。

论文称之为,这有力地证明,制作出来的NW完全没晶体缺陷。论文的第一作者、IBM苏黎世研究所研究员海因茨施密德(HeinzSchmid)也指出,没缺失是该技术大同小异在硅晶圆上让化合物半导体晶体生长的其他技术的关键点。


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