31.Формирование эритксиальных слоев SiGe.

Для получения тонкопленочных гетероэпитаксиальных структур на основе твердых растворов SiGe используют традиционно газообразную гибридную эпитаксию а также молекулярно лучевую эпитаксию при Т=750-800⁰ С. Основной проблемой в получении высококачественных гетероструктур стала необходимость резкого снижения плотности дислокаций в рабочих слоях приборных композиций а также устранение шероховатости гетерограниц, что вызывает сильное рассеяние носителей заряда. В следствии значительного различия в размерах атома рассогласование кристаллических решёток в Si и Ge оставляет 4%. Это является причиной появления в эпитаксиальных геттерокомпозициях в процессе их выращивания достаточно больших напряжений несоответствия. По мере увеличения толщины эпитаксиального слоя наблюдается частичное и полная релаксация этих напряжений, которая может происходить либо за счет образования характерных шероховатостей на поверхности растущего слоя либо за счет генерации в слое дислокации несоответствия. Эти два механизма релаксации могут действовать одновременно, значение критической толщины слоя выше которой происходит образование дислокации несоответствия в эпитаксиальных структурах SiGe/Si очень малы. Например при выращивании на

Si слой/подложка эпитаксиальных слоев Si 0,7 Ge 0,3 эта величина составляет порядка 10 нм. В случае полной релаксации напряжение несоответствия плотности дислокаций в Si (ых) Ge слоях может достигать 10¹²-10¹¹ см^-2 это исключает возможность их использовании в приборах поскольку для создания высококачественных транзисторов плотность дислокации в эпитаксиальной приборной композиции не должна превышать 10⁴ см^-2.

При формировании гетеропереходных биполярных транзисторов выращивание напряженных эпитаксиальных слоев SiGe позволяет уменьшить его ширину З.З. однако напряжения в слое д.б. достаточно малыми, чтобы не происходило генерации дислокации в этих слоях.

32.Проблемы кремниевой оптоэлектроники.

Основу приоритетных направлений развития науки составляют так называемые критические технологии вносящие основной вклад в решение ключевых проблем. К их числу можно отнести интенсивно развивающуюся оптоэлектронику, которая оказывает существенное влияние на развитие информационных технологий и

эл. техники. Увеличение плотности упаковки рабочих элементов ИС ведет к резкому возрастанию протяженности и усложнение архитектуры традиционных межсоединений. В результате межсоединение превращается в одно из основных препятствий на пути дальнейшего увеличения быстродействия ИС. А их изготовление становится все более дорогостоящей операцией, оказывающей серьезное влияние на стоимость ИС. Поэтому крайне актуально становится поиск новых принципов осуществления связи между отдельными эл-ми ИС и между чипами. Возможными альтернативами традиционных межсоединений явл. оптоэлектронные системы обеспечивающие возможность генерации модуляции усилия, передачи и детектированию сигнала.

Оптоэлектронные приборы обеспечивают высокоскоростную передачу больших массивов информаций, динамическое и долговременное хранение этой информации, сверхбыструю обработку сигналов и высококачественное отображение сигналов.

Под оптоэлектроникой на основе Si подразумевают интеграцию фотонных и электронных компонент на кремниевом чипе. Технология изготовления фотонных компонент должна хорошо совмещаться с технологией изготовления самой ИС. Кремниевая оптоэлектроника явл. бысторазвивающ. областью техники. Основной проблемой кремниевой оптоэлектр. явл. проблема создания эффективного источника излучения роль которого выполняет светодиод или лазер. Проблема состоит в том что Si не является прямозонным п/п(ом) поэтому эффективность межзонной рекомбинации в кремнии очень низка.

Излучательная рекомбинация в Si на 5 порядков менее вероятна чем в GаAs. Нашли возможности реализации оптических функций на Si обуславливающие интенсивное исследование большого кол-ва материала и приборных структур. Можно выделить след-ие основные направления поиска.

Светоизлучающие структуры на основе Si легированного эрбием.

Выращивание на кремниевых подложках гетероэпитаксиальных структур на основе прямозонных соединений A^IIIB^V .

Наращивание на кремниевых подложках эпитаксиальных слоев тв. р-ров эл-тов 4 группы.