如何在絕緣層上硅形成高質量和大面積的化合物半導體材料

第一代半導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體材料主要是化合物半導體（Compound Semiconductor）材料，其中砷化鎵(GaAs)和磷化銦（InP）是第二代半導體材料中的代表，氮化鎵（GaN)和碳化硅(SiC）是第三代半導體材料中的代表。

與硅基的分立器件及其集成電路相比，化合物半導體的分立器件及其集成電路呈現出更優異的性能。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。

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

如何在絕緣層上硅（SOI） 或體硅襯底上形成高質量和大面積（或選擇性局部區域）的化合物半導體材料技術是一項使能技術(Enabling Technology），不僅能利用硅工藝集成技術進一步加快發展化合物半導體器件的應用和制造，而且也能擴展硅基集成電路的功能。





審核編輯：劉清