什么是硅锗（SiGe）？

我听说SiGe芯片可以比普通的硅芯片更快。

什么是SiGe？为什么它比普通硅快？

SiGe是一种半导体合金，是硅和锗两种元素的混合物。自2000年左右以来，SiGe已被广泛用于增强各种类型的IC的性能。SiGe可以在与普通硅几乎相同的设备上进行处理。SiGe没有诸如砷化镓（GaAs）之类的III-V化合物半导体的某些缺点，例如，它不缺少天然氧化物（对于形成MOS结构很重要），并且不受机械脆性的限制。砷化镓的晶圆尺寸。这样产生的成本仅为普通硅的一小部分，远低于GaAs等竞争技术。

与普通硅相比，SiGe有两个主要改进：

首先，添加锗会增加合金的晶格常数。如果在SiGe的顶部生长一层Si，则晶格常数失配会引起机械应变。所述应变层将具有更高的载流子迁移比无应变的Si。例如，这可用于平衡PMOS和NMOS晶体管的性能，减少给定CMOS电路所需的面积。

第二，可以在BJT的基极区域选择性地使用SiGe合金，以形成异质结双极晶体管（HBT）。SiGe HBT已被证明具有高达500 GHz的速度（f _T），并已在市场上以高达240 GHz的 f _T推出。SiGe HBT还具有比标准硅BJT更低的噪声。

除了光子的答案（涉及将少量的SiGe嵌入到其他规范的Si IC中）之外，在晶锭制造过程中用Ge原子污染Si也具有潜在的好处。

有报道说，SiGe结构具有更高的机械强度，并且不易出现制造过程中引入的各种缺陷。

通过Ge污染实现的制造缺陷的减少不仅有益于VLSI，而且有益于光伏。

上述技术尚待采用，但正在进行的研究结果表明，它成为半导体行业的主要载体将不需要很长时间。

为了完整性和公正性，我们也不能忘记此技术的缺点：

• 与更多处理步骤相关的更高成本
• 在SiGe上生长氧化物的困难
• Ge的导热系数低于Si
• 当然更多