绝缘层上锗材料的制备技术研究
中国科学院上海微系统与信息技术研究所申报
H. M. Wang, X. M.
S. J. Tang
是
Liu, X. H. Zhou, F. Q. Huang, X. S. Chen, T. Yu, F. Ding, X. M. Xie*
Xie
and M. H. Jiang
6
， ， Synthesis of large single-crystal hexagonal boron nitride grains on 2015 6 Cu-Ni alloy/ Nature Communications/ G. Y. Lu, T. R. Wu, Q. H. Yuan,
石墨烯等温析出的新生长机理，通过局部碳源控制，在国际上首次研制成功 1.5 英寸石墨烯 单晶晶圆。通过单核控制制备石墨烯单晶晶圆被认为是三维硅单晶技术在二维材料中的再 现，对于推动石墨烯在微电子领域的应用具有重要意义，研究成果发表在《自然·材料》 上。中国科学院成会明院士评价该项工作为“2016 年中国高质量石墨烯制备方面两项最重 要成果之一”。 2. 率先开展六方氮化硼（h-BN）表面石墨烯直接生长研究，并在石墨烯气相催化生长与 h-BN 制备研究取得重要进展。国际上首次实现 h-BN 表面高质量石墨烯晶畴 CVD 生长，并揭示 石墨烯形核、取向、气相催化相关机理；获得极高电学质量的 CVD 石墨烯，室温霍尔迁移 率超过 20000 cm2/Vs。同时，在国际上首次通过在铜衬底中固溶镍，成功制备出高质量单 层h-BN单晶畴。相关成果两次发表在《自然·通讯》上，获得包括诺贝尔奖获得者A. K. Geim 教授、碳纳米管的发现者 S. Iijima 教授等知名学者以及多篇综述性论文的点名图文引用和高 度评价。 3. 在国际上首次报道半导体锗衬底上的石墨烯 CVD 生长，并发现台阶辅助成核限制的石墨烯 取向生长机理。利用锗衬底的催化能力和特殊的石墨烯取向锁定作用，本项目率先实现并 报道锗晶圆上高质量石墨烯晶圆制备，引起韩国三星等知名研究机构跟踪研究，被 Chem. Soc. Rev.等知名综述期刊多次点名引用。 二、知识产权情况 本项目成果发表的 8 篇代表性论文（包括《自然·材料》1 篇，《自然·通讯》2 篇），共被他 引 720 次，其中 SCI 他引 677 次。获得包括《科学》等著名刊物的多次引用，《自然·材料》新 闻和观点栏目予以专文报道。获邀在重要国际学术会议上做邀请报告 20 余次，获授权专利 17 项（国内授权 10 项，国外授权 7 项）。项目组成员获国家自然科学基金委员会优秀青年基金、 中组部“万人计划”青年拔尖人才、上海市“领军人才”、上海市“青年科技启明星（A 类）”和上海 市“青年拔尖人才”等项目资助。
绝缘层上ge（goi）材料及si基ge波导型探测器研究
厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。
本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范（试行）》。
另外，该学位论文为（）课题（组）的研究成果，获得（）课题（组）经费或实验室的资助，在（）实验室完成。
（请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。
）声明人（签名）：伽寅·姘加｝弓年６月ｇ日摘要绝缘层上锗（Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ—ｏｎ．Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ，ＧＯＩ）由于结合了Ｇｅ材料及Ｓ０１材料各自的优点，是近年来兴起的、极具吸引力的ｓｉ基新型材料。
ＧＯＩ材料不仅具有高的电子和空穴迁移率，在通信波段有较高吸收系数，同时能够很好地解决体Ｇｅ材料在器件中的不足，从而在微电子和光电集成方面具有广阔的应用前景。
基于ＧＯＩ材料的波导型探测器，由于集合了ＧＯＩ的优良特性及波导型结构的优势，能够同时实现高量子效率和高带宽，从而有效提高探测器性能。
因此，开展ＧＯＩ材料的制备及Ｇｅ波导型探测器的研制工作具有重要的意义。
本文利用智能剥离技术结合键合方法制各了ＧＯＩ材料，研究其材料特性，并开展了Ｓｉ基Ｇｅ波导型探测器关键制备工艺的研究，论文的主要内容及创新点如下：１、利用ＲＳｏｔｔ软件对不同结构的Ｇｅ波导型探测器进行模拟优化。
模拟结果表明，端面耦合结构可以有效地缩短探测器的吸收长度．但所需ＳＯｔ波导截面面积小，光纤与波导的耦合损耗较为严重；基于实验室工艺条件，我们设计了混合型耦合结构的Ｇｅ波导探测器，在考虑光纤与波导耦合损耗的情况下，当Ｇｅ层厚度为０．９９ｕｍ，器件长度为１００ｕｍ时可吸收８０％的光，理论带宽为２５ＧＩ－／ｚ。
２、系统研究了氢离子注入功率密度对Ｇｅ晶格应变、内部徽结构变化及剥离质量的影响。
发现当注入功率密度较小时，Ｇｅ晶格存在应变，得到了应变随深度的分布，该分布与Ｈ离子在Ｇｅ中的浓度有着密切的关系：随着注入功率密度变大，由于注入过程的自加热效应显著，使得由氢离子注入引起的应变逐渐弛豫，晶体内部出现马赛克结构，而且注入区的Ｈ小平面也已扩展成为ｌｌａｎｏ裂纹，甚至微腔，这些都将导致注入样品在退火后无法成功实现剥离。
锗硅异质结双极晶体管_概述及解释说明
锗硅异质结双极晶体管概述及解释说明1. 引言1.1 概述锗硅异质结双极晶体管（Germanium-Silicon Heterojunction Bipolar Transistor，简称GeSi HBT）是一种重要的半导体元件，其特点在于将锗和硅这两种不同材料组成异质结，以取得优异的性能和应用效果。
由于GeSi HBT具有高速度、低噪声、低功耗等优势，在通信、微电子学和射频电子学等领域被广泛应用。
1.2 文章结构本文将对锗硅异质结双极晶体管进行详细的介绍和解释说明。
首先，在引言部分概述了该主题的研究背景与意义，并介绍了文章的整体结构。
接着，第二部分将详细介绍GeSi HBT的原理和工作原理，以便读者能够理解其基本工作方式。
第三部分将回顾GeSi HBT发展历程，从初期研究到现阶段的技术突破和应用情况进行梳理，并展望其未来前景。
第四部分将介绍GeSi HBT的制备方法与工艺流程，包括材料选择、加工工艺流程介绍以及结构参数优化和工艺改进等内容。
最后，第五部分将对全文进行总结并提出未来的发展方向和实际应用推广建议。
1.3 目的本文旨在全面介绍锗硅异质结双极晶体管的原理、特点、制备方法以及其在不同领域的应用情况，以帮助读者深入了解该技术，并推动其在科学研究和工程应用中得到更广泛的应用。
通过对GeSi HBT发展历程的回顾，我们可以总结经验教训，并展望未来的研究方向和技术突破点，从而为相关领域研究人员提供有益的指导和参考。
同时，我们也将提出一些建议，以促进锗硅异质结双极晶体管的实际应用推广。
2. 锗硅异质结双极晶体管2.1 原理介绍锗硅异质结双极晶体管是一种利用不同半导体材料构成的异质结的双极晶体管。
它采用了锗和硅这两种特定的半导体材料作为其结构组件，利用锗和硅之间的能带差异以及异质结界面的特性来实现电子器件的功能。
在锗硅异质结双极晶体管中，通常使用p型锗作为基底材料，而n型硅则被用作活性层。
这样的材料选择可以使得电子在两个不同的能带结构中运动，从而产生许多有趣且独特的效应。
硅管和锗管的导通电压
硅管和锗管的导通电压硅管和锗管是两种常见的半导体材料，它们在电子器件制造中起着重要的作用。
导通电压是描述半导体材料导电性能的重要参数，本文将从硅管和锗管的结构、性质及其导通电压等方面进行介绍。
一、硅管的导通电压硅管，也称为硅晶体管，是一种常用的半导体器件。
它由P型硅、N型硅和绝缘层等组成。
当加上适当的电压时，硅管可以在不同的工作状态下导通或截止。
硅管的导通电压是指在一定条件下，硅管开始导通的电压值。
硅管的导通电压与其结构和掺杂浓度有关。
通常，NPN型硅管的导通电压约为0.6V，而PNP型硅管的导通电压约为-0.6V。
这是因为当PNP型硅管的基极电压高于发射极电压时，两者之间会形成正向偏置，使硅管导通。
硅管的导通电压还受到温度的影响。
一般来说，随着温度的升高，硅管的导通电压会下降。
这是由于温度升高会增加硅管内部的载流子浓度，从而降低硅管的导通电压。
二、锗管的导通电压锗管是另一种常见的半导体器件，与硅管相比，锗管的导通电压较低。
锗管的结构和硅管类似，也由P型锗、N型锗和绝缘层等组成。
锗管的导通电压是指在一定条件下，锗管开始导通的电压值。
锗管的导通电压一般为0.2V左右，较硅管更低。
这是因为锗的能带结构与硅不同，锗具有较小的能隙。
能隙是指固体中价带和导带之间的能量差，能隙越小，导电性能越好。
锗的能隙较小，电子在锗中更容易跃迁到导带，因此锗管的导通电压较低。
锗管也受到温度的影响，温度升高会使锗管的导通电压下降。
这是因为温度升高会增加锗管中的载流子浓度，提高导电性能。
总结：硅管和锗管是两种常见的半导体材料，它们在电子器件制造中起着重要的作用。
硅管的导通电压约为0.6V，锗管的导通电压约为0.2V。
硅管和锗管的导通电压与其结构、掺杂浓度以及温度等因素密切相关。
了解硅管和锗管的导通电压对于合理选择和使用半导体器件具有重要意义。
金属锗和镓
金属锗和镓金属锗和镓是两种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。
本文将从锗和镓的性质、制备方法以及应用领域等方面进行介绍。
一、锗的性质和制备方法锗是一种金属元素，化学符号为Ge，原子序数为32，属于碳族元素。
锗的外观为灰白色晶体，具有金属光泽。
锗的熔点为937.4摄氏度，沸点为2830摄氏度。
它的密度为5.323克/立方厘米。
锗是一种半导体材料，具有较高的电导率和热导率。
它的能带隙较小，约为0.67电子伏特，使得锗在温度较高时仍能保持良好的导电性能。
同时，锗的禁带宽度可以通过掺杂来调节，使其在导电和绝缘之间切换。
锗的制备方法有多种，常见的包括熔融冶炼法、化学气相沉积法和气相传输法等。
熔融冶炼法是将锗矿石与金属氧化物混合熔炼得到锗金属。
化学气相沉积法则是通过在高温条件下使锗气体分解沉积在基底上得到锗薄膜。
气相传输法是将含锗化合物加热分解，使锗沉积在接收器上。
二、锗的应用领域锗作为一种重要的半导体材料，在电子工业中有广泛的应用。
它可以用于制造二极管、晶体管、太阳能电池等电子器件。
锗晶体管是早期计算机和电视机等电子设备中常用的元件，具有较高的开关速度和较低的噪音。
锗还具有较好的光学特性，在光学器件领域也有应用。
例如，锗可以用于制造红外光学系统，如红外摄像机和红外传感器等。
锗的红外透过率较高，同时具有较好的热导率，适合用于制造高性能的红外光学器件。
三、镓的性质和制备方法镓是一种金属元素，化学符号为Ga，原子序数为31，属于铝族元素。
镓的外观为银白色金属，具有良好的延展性和导电性。
镓的熔点较低，为29.76摄氏度，是常见金属中熔点最低的之一。
镓是一种半导体材料，其能带隙较锗更小，约为0.67电子伏特。
镓的导电性能较好，但受温度影响较大。
当温度升高时，镓的导电性能会显著增加，因此镓常被用作温度传感器。
镓的制备方法主要有熔融法和化学气相沉积法。
熔融法是将镓矿石与金属氧化物共熔，通过电解或其他方法将镓金属析出。
一种新型SOI结构—SiGe—OI材料研究进展
１ 引言
集 成 电路 技 术 发展 到今 天 ， 件 的工 作 频率 和 器 集成 度都 已经 得 到了巨大 的提 高 ． 是 ， 但 随着 电路 系 统规 模的 不断 扩大 ， 功能 的不断 完善 ， 系统对器 件性 能的要 求也 越来 越 高 ， 已有 的进步 并 不 能 使 人们 感 到满 足 ． 人们 对 集 成 电路 速 度性 能和 集 成 度 的追 求 是永 无 止境 的 ． 而 ． 然 传统 的体 硅集 成技 术 已经发展 相 当成熟 ， 乎 已经 快走 到 尽 头 ． ａ ｓ是 一种 很 好 似 ＧＡ
维普资讯
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这一点 ． 更令 人 振 奋 的 是 ，ｉｅ材 料 可 以与 ｓ 材 料 ＳＧ ｊ 形 成各 种具有 应 变 的异质结 构 ， 过 调 节 Ｓ ｅ 料 通 ｉ 材 Ｇ 的组分 还可 以调节 应 变大 小 、 能带 结 构 ． 这些 可调 的 应变异 质结 结构 为 器件 的设 计 提供 了 新 的 自由度 ， 可 以实现器件 性 能 的优 化 ， 这无 疑 是 器件 和 电路 设 计者 梦寐 以求 的 在 器 件结 构 上 ，Ｏ 材料 由于将 顶 ＳＩ
绝缘体上硅锗薄膜的退火研究
ＧＡ ｎ －ｕ ， ＩＪ ｎ， ＵＯ Ｙｉｇｙｎ ， Ｅ Ｇ ｉｎ ｃ ｉ Ｏ Ｘｉｇｇ ｏ Ｌ ｉ Ｔ ｎ －ｉｇ Ｌ Ｎ Ｊ －ａ ａ ａ
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方法 和结果 。 关键词 ： 硅锗薄膜 ； 退火 ； 拉曼 ； Ｘ射线 中图分类号 ：Ｎ ０ ．８ ４ Ｔ ３４ １ Ｔ ４５ ９ ；Ｎ０ ． ２ 文献标识码 ： Ａ
Ａｎ ｅ ｌｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉ ｅｔ ｉ ｉ ｓｏ ｎ ｕ ａ ｏ ｎ ａｉ ｇ ｒ ｓａ ｃ ｆＳＧ ｈ ｎ ｆｌ ｎ ｉｓ ｌｔ ｒ ｍ
ｗ ｄ ｌ ｔ ｎ ｉｎ ａ ｄ ｂ ｃ ｍｅ ｔ ｅ ｆ ｕ ｆｒｓ ａ ｃ ｃｉｉ ｅ ｕ ｓｔｏ ｃ ｓ ｙ ｔ Ｃ Ｉ ｎ ｌｒｅ ｓ ａｅ ｐ ｏ ｕ － ｉ ｅ ａｔ ｔ ｎ ｅ ｏ ｈ ｃ ｓｏ ｅ ｒ ｈ ａ ｔ ｔ ｓｂ ｔｉ ｉ ｏ ｏ ｉ ｆ ｙ ｏ ａｇ － ｃ ｒｄ ｃ ｙ ｅ ｏ ｏ ｅ ｖｉ ｔ ｌ ｏ ｌ Ｔ ｌ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｉ ｉ ｌ ； ｎ ａｉｇ； ｍｍａ ｘ ｒｙ ｙ ｗｏ ｄ ＳＧｅ ｔ ｎ ｆ ｍｓ ａ ｅ ｎ Ｒａ ｈ ｉ ｎ ｌ ｎ； — ａ
能否大规模生产以及与它密切相关 的应变硅技术在
０ 引言
绝缘体 上硅 锗是在 绝缘 体上硅 以及 硅锗技 术 的 基础 上发展起 来 的 一种 新 型 微 电子 材 料 ， 年来 受 近
高性 能 Ｃ Ｓ器件 上获 得广泛 应用 的前 景 。 已经报 ＭＯ
导的有 关 Ｓ Ｏ 材 料 的制备 方 法有 ： ＧＩ 注氧 隔 离法 （Ｉ ０ ） ＿ ｌ ｓＭ Ｘ 【 ３、 ｌ 晶片键合法 （ ｗ ｒ ｏｄ ｇ【 智 能 ｎｉ ） Ｂ ｎ 、 切割法 （ｍ ｒ Ｃ ｔ［６和外 延 生 长 法 ＿ 等 。本 文 将 Ｓ ａｔ ｕ） ＇ ］ ７ ］ 介绍我们用气 固源分子束外延工艺在 Ｓ Ｉ Ｏ 超薄硅衬 底上制备高质量驰豫态 Ｓ ｅ ｉ 合金薄膜样 品及其退 Ｇ
化学元素知识：锗-半导体器件和红外线技术的重要元素
化学元素知识：锗-半导体器件和红外线技术的重要元素锗是一种重要的化学元素，其在半导体器件和红外线技术中发挥着重要作用。
本文将从锗的基本性质、历史发展背景、半导体器件和红外线技术中的应用等方面，详细介绍锗的重要性和应用前景。
一、锗的基本性质锗是一个类似于硅的化学元素，其原子序数为32，位于碳族元素中间。
锗的化学代码为Ge，密度为5.323 g/cm³，熔点为938.25℃，沸点为2,830℃。
锗是一种灰色的金属，具有特殊的导电能力。
它的电导率比金属小，但比半导体大，因此，锗常用于制作半导体器件。
锗是一种丰富的元素，广泛存在于地壳中。
在自然界中，锗主要存在于锗铜矿、锗铅矿等硫化物中。
锗的化学性质与硅非常相似，也是一种不活泼的元素，不容易与其他元素发生化学反应。
二、历史发展背景锗的发现与研究一直伴随着人类的科学发展历程。
早在19世纪70年代，德国化学家Weilandt曾经从某种银矿中提取得锗。
后来，K. Winkler在1886年从一个硅铝矿物中分离出了纯的锗。
由于它的特殊电学性质，锗很快就被用于半导体器件中。
20世纪50年代，随着晶体管和集成电路的发明，半导体技术得到了快速发展。
而锗正式成为半导体器件的重要组成部分，从而促进了半导体行业的迅速崛起。
三、锗在半导体器件中的应用半导体器件是指在一定温度下，导电性介于导体和绝缘体之间的材料。
因其具有电子、光学、热学等多种性质，在现代电子技术、通信技术、计算机科学等领域得到了广泛的应用。
早期的半导体器件使用的是锗材料，此后，由于硅的晶体结构更稳定，更容易控制制备过程，硅也逐渐成为了半导体器件的主要材料。
但锗在一些特殊应用场合中还是无可替代的。
锗的光电性能优越，可以在高频率下运行，因此，锗通常用于制造微波移相器、高频变阻器和放大器等设备。
锗管是最早的半导体器件之一。
由于制造进度远远落后于晶体管，现在锗管已经较少使用了。
四、锗在红外线技术中的应用除了半导体器件，锗在红外线技术中也有着非常重要的应用。
锗的集成电路原理
锗的集成电路原介绍
锗的集成电路原理是基于锗材料的独特性质来实现电子器件的功能。
锗是一种半导体材料，其导电性能介于导体和绝缘体之间。
在集成电路制造中，锗材料可以被加工成各种器件，如晶体管、二极管等，以实现信号放大、传输、处理等功能。
锗集成电路的基本原理是利用锗材料的半导体特性，通过掺杂、薄膜沉积、光刻、刻蚀等工艺手段，在锗衬底上制造出各种器件，并将它们连接在一起形成一个完整的电路系统。
在锗集成电路中，最基本的器件是晶体管。
锗晶体管的制造工艺流程包括以下几个步骤：
1. 制备锗衬底：将锗单晶切片研磨成光滑的薄片，作为集成电路的衬底。
2. 形成外延层：在锗衬底上生长一层锗外延层，用于制造晶体管和其他器件。
3. 掺杂：通过离子注入或扩散技术，将杂质引入外延层中，形成导电区域和绝缘区域。
4. 薄膜沉积：在外延层上沉积金属、半导体等薄膜材料，用于制造电极和电路元件。
5. 光刻与刻蚀：利用光刻技术将电路图形转移到外延层上，然后通过刻蚀工艺将图形转移到实际器件结构中。
6. 连接电路：通过金属化、焊接等方式将各个器件连接在一起，
形成完整的电路系统。
在锗集成电路中，晶体管的作用类似于开关，可以通过控制输入信号的强弱来控制输出信号的通断。
在信号放大方面，锗晶体管具有频率高、噪声低等优点，因此在高频通信、雷达、卫星通信等领域得到广泛应用。
总之，锗的集成电路原理是基于锗材料的半导体特性，通过一系列工艺手段制造出各种器件，并将它们连接在一起形成一个完整的电路系统。
由于锗材料具有独特的优点，因此锗集成电路在某些领域具有不可替代的作用。
锗单质与非金属的反应
锗单质与非金属的反应锗是一种化学元素，属于第14族元素，在元素周期表中的原子序数是32，化学符号为Ge。
锗是一种具有金属和非金属特性的半金属元素，常见的锗单质是灰色的，具有金属光泽。
锗单质与非金属之间的反应是一种重要的化学反应，它们之间的相互作用可以产生各种化合物。
下面将详细介绍锗单质与非金属的反应。
锗单质可以与氧气反应生成氧化锗。
氧化锗是一种重要的锗化合物，它具有多种应用。
例如，氧化锗可以用于制备电子元器件中的绝缘层，以提高电子元器件的性能。
此外，氧化锗还可以用作光学材料和半导体材料。
锗单质还可以与硫反应生成硫化锗。
硫化锗是一种黑色的固体，具有良好的导电性能。
因此，硫化锗常被用作电子元器件中的导电材料，例如电子管、光电二极管等。
此外，硫化锗还可以用于制备其他锗化合物。
锗单质与氮反应可以生成氮化锗。
氮化锗是一种具有高硬度和高熔点的化合物，具有优异的导热性能和电绝缘性能。
因此，氮化锗常被用作高温材料和电子元器件中的绝缘层。
锗单质与碳反应可以生成碳化锗。
碳化锗是一种硬度很高的材料，具有优异的抗腐蚀性和导电性能。
因此，碳化锗常被用作刀具材料和电子元器件中的导电材料。
锗单质还可以与硅反应生成硅锗合金。
硅锗合金是一种重要的半导体材料，具有优异的电子性能和热学性能。
硅锗合金常被用作制备高效电子元器件的材料。
锗单质与非金属之间的反应可以产生多种锗化合物，这些锗化合物具有不同的性质和应用。
锗化合物在电子、光学、材料等领域有着广泛的应用前景。
通过研究锗单质与非金属之间的反应，可以深入了解锗化合物的性质和应用，为相关领域的科学研究和技术开发提供重要的参考和支持。
锗的含氧酸
锗的含氧酸全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：锗是一种重要的非金属元素，它在自然界中以氧化锗的形式存在。
氧化锗是锗的含氧酸，是一种重要的化合物，具有许多重要的应用价值。
在本文中，我们将重点介绍锗的含氧酸的性质、制备方法和应用领域。
锗的含氧酸具有许多独特的性质。
氧化锗具有很强的还原性，它可以与许多金属元素反应生成相应的金属氧化物。
氧化锗具有较高的热稳定性，可以在高温下稳定存在。
氧化锗还具有优异的导电性和光学性能，适用于制备电子器件和光学器件。
氧化锗的制备方法多种多样。
常见的制备方法包括化学气相沉积、物理气相沉积、溶胶-凝胶法和水热合成法。
化学气相沉积是一种较为常用的制备方法，它通过在高温下将锗源气体和氧源气体反应生成氧化锗薄膜。
溶胶-凝胶法则是一种较为简单易行的制备方法，它通过将锗源和氧源溶液混合后在常温下凝胶化形成氧化锗凝胶，经过热处理后即可得到氧化锗薄膜。
氧化锗具有广泛的应用领域。
氧化锗可以作为半导体材料用于制备光电器件，例如光伏电池、光电探测器和光导纤维等。
氧化锗还可以用作绝缘材料用于制备电容器、电阻器和绝缘膜等。
氧化锗还可以用作催化剂用于有机合成反应和废水处理等领域。
锗的含氧酸是一种重要的化合物，具有很多独特的性质和广泛的应用领域。
随着科学技术的不断发展，氧化锗的研究和应用将会更加广泛和深入，为人类社会的发展作出更大的贡献。
希望本文能够对锗的含氧酸的研究和应用提供一些参考和借鉴，促进相关领域的进一步发展。
【锗的含氧酸】。
第二篇示例：锗是一种广泛应用于电子、半导体和光电子领域的金属元素，其化合物在材料科学领域中具有重要的应用价值。
锗的含氧酸是一类重要的化合物，具有独特的性质和应用潜力。
本文将介绍关于锗的含氧酸的相关知识和应用。
让我们了解一下锗的基本性质。
锗是一种化学元素，原子序数为32，原子量为72.63。
它的化学性质类似于硅，属于周期表中的第14族元素。
锗是一种非常稳定的金属元素，具有较高的熔点和沸点，能够在高温下保持稳定性。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录目录 (I)摘要 (II)Abstract ........................................................................................................................................... I II 1引言 .. (1)1.1研究背景与意义 (1)1.1.1集成电路发展的瓶颈及解决方案 (1)1.1.2硅锗合金 (1)1.1.3 GOI材料的优势与应用前景 (2)1.2 绝缘层上锗材料的主要制备技术 (3)1.2.1 绝缘层上锗材料的主要制备方法 (3)2 GOI材料的基本性质 (6)2.1 锗材料 (6)2.1.1锗材料的优势 (6)2.2 GOI材料的电学性质 (6)2.3 GOI材料的光学性质 (7)3 GOI材料的制备 (9)3.1 Ge浓缩法制备GOI材料的原理 (9)3.1.1 SiGe氧化原理 (9)3.2 GOI材料的制备过程 (10)3.2.1 SOI衬底上生长SiGe材料 (10)3.2.2样品的氧化及退火处理 (12)4 GOI材料的表征 (15)4.1常用的表征手段 (15)4.1.1测试SiGe薄膜厚度--椭偏仪 (15)4.1.2测试SiGe材料的组分和应变--Raman光谱 (15)4.2 氧化过程表征 (17)4.2.1 理论分析 (17)4.2.2 实验结果 (18)4.3 张应变测试结果 (20)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)绝缘层上锗材料的制备技术研究摘要绝缘层上锗材料(GOI)是在微电子技术领域中结合SiGe技术和SOI技术这两种先进技术的优势的前沿技术，是国内外微电子技术研究和发展的重点。
在高性能器件和高集成度电路有着重要的应用前景。
但是,绝缘层上锗材料研究难度大,目前还处于起步阶段。
论文研究了绝缘层上锗材料的基本性质，介绍了锗浓缩法制备绝缘层上锗材料的过程，通过对制备所得的锗材料进行表征，将公式计算所得的理论值与实际实验所得数据进行比对分析。
本文研究发现，实验通过光刻局部氧化和未经光刻直接氧化的方式得到绝缘层上锗材料的张应变值距离1.7%的张应变均还有一定的差距，所以研究绝缘层上锗材料技术的任务任重而道远。
关键词：绝缘层上锗；锗浓缩；氧化退火；表征手段AbstractOn the insulating layer of germanium (GOI) is a combination of both silicon technology advantages of advanced technology on the insulating layer and the silicon germanium technology cutting-edge technology in the microelectronics art is the focus of domestic and foreign microelectronic technology research and development. In high-performance devices and integrated circuits has important applications. However, the insulating layer of germanium and difficult to study, is still in its infancy.Dissertation studies the basic properties of the insulating layer of germanium material, introduces the germanium concentrate prepared on the insulating layer of germanium legal process, through the preparation obtained germanium material characterization, the theoretical values calculated income and actual income experimental data than analysis.This study found that the value of tensile strain experiment germanium material on the insulating layer from the 1.7% tensile strain are there is a gap by means of a local oxidation lithography lithography and without direct oxidation, the study on the insulating layer of germanium technology tasks to be done.Keywords: insulating layer of germanium; germanium concentrates; oxide annealing; characterization methods1引言1.1研究背景与意义1.1.1集成电路发展的瓶颈及解决方案近年来，随着集成电路技术与产业的飞速发展，体硅器件由于受到Si自身材料性质的约束,在半导体技术发展过程中有很大的局限性，特征尺寸在不断的减小的器件以及集成度逐步提高的芯片，伴随而来的是，逐渐出现的小尺寸器件的效应，这些效应严重影响了器件和集成电路的性能，并阻碍了器件的缩小和系统性能的提高。
当今微电子工业的主流工艺是CMOS技术，该技术在制造顶层约只有1um薄层的器件时，会引起寄生效应以及闩锁效应。
所以，集成电路的高速发展，使得CMOS技术必须的在材料、器件结构、制作工艺等研究领域寻求突破在集成电路产业内绝缘体上硅的新一代半导体器件的发展过程中,芯片制造商正面临着严峻的挑战。
具体而言,就是速度更快,温度更低的高性能芯片的设计的挑战。
用于移动应用的需要更少功耗的芯片。
这就使得更多的科研工作者们需要在半导体技术高速发展的今天着手考虑新的解决方法,诸如改变器件构造以改变沟道区材料性质,和找到取代硅的新材料等。
锗材料则具备这样的可行性。
1.1.2硅锗合金硅锗合金，可以说是一种对微电子技术的发展具有重要的意义的新类型的半导体材料。
①SiGe合金相图是由液相线和固相线组成一个简单的相位图。
对用于所述50%硅-锗混合物,开始于1108℃熔化,到1272℃完全熔化; 1150℃,22%Si包含于的液相SiGe中,而58%的硅含于固相硅锗中。
②SiGe电子迁移率和空穴迁移率大致相等,并且除了载流子迁移率比Si更高;硅在低数据速率(10Gbit / s)也比硅锗差。
③GaAS SiGe的的热传导率是GaAS的3倍。
在频率为20GHz的工作中的SiGe器件,其功率仅相当于Si器件的10%〜20%,所以它可以增强线性度(降低噪音,提高可靠性)④由于Si的电子亲和能是4.00eV，Ge的电子亲和能是4.05eV，它们的亲和能相当的接近，所以在Si / SiGe异质结的能带突变量基本上等于ΔEV，对n-p-n 型HBT非常有利;当Ge含量为20％，ΔEV将大约为200meV。
⑤SiGe与CMOS工艺技术彼此兼容，把高带宽，高增益，低噪声的SiGe-HBT （异质结双极晶体管）和高密度CMOS功能逻辑阵列（C和L无源器件）集成在一起制成SiGe-BiCMOS; SiGe-BiCMOS实现的性能几乎可以媲美Ⅲ-Ⅴ化合物半导体技术; IBM的硅锗芯片比0.18微米的硅晶片的性能更好。
可以预期在OEIC(光电子集成电路)中的应用:由于硅锗合金内的本征跃迁发光波长是理想的长距离光纤通信波长窗口,范围为1.3μm到1.55μm,然而,因为硅锗合金是间接禁带半导体,它不能被直接用作发光材料;但是,在硅锗/ 硅的应变超晶格,因为能带的重叠,锗硅会成为直接禁带半导体,可以使用于OEL（有机电激发光显示技术）SIC上。
组合物的SiGeC合金:在合金中加入C,不仅可以补偿的SiGe 的晶格失配,还能够提升在SiGe / Si异质结界面性能;同时,硅锗中加入C,可调节能带结构,从而在异质结中的导带有大的突变,用以加强对电子的量子的限制,提高载流子的辐射复合几率。
1.1.3 GOI材料的优势与应用前景与体硅CMOS电路相比，绝缘层上锗器件在相同尺寸的工艺特征下的优势在于：1)与传统的体硅相比,绝缘层上锗减小了寄生电容,运行速度得到了提高。
所以,用绝缘层上锗器件的运行速度提高了20-35%;；2)具备比体硅更低的功耗。
由于减少了寄生电容，绝缘层上锗器件最高可以减小至70%的功耗，大大的降低了漏电效应；3)消除了闩锁效应；4)抑制了衬底的脉冲电流干扰，降低了软错误的发生率；5) 兼容已有的硅工艺，减少了制备过程中的部分工序。
二十世纪中期，那时的人们就知道了用锗制作的CMOS（互补金属氧化物半导体）器件拥有比用硅制作的CMOS器件更快的运行速度，然而，由于当时的技术缺陷与不稳定的锗氧化层，使得当时用锗制作CMOS器件这一技术并不可行。
经过微电子技术的不断发展，如今到了现在，由于绝缘层上的锗衬底与新一代的高K（介电值：工程术语，材料保有电荷的能力）介质淀积技术，使得芯片制造商在是用锗时有了更多的可行性，从避免了体锗晶圆比硅重且易碎以及CMOS栅氧等问题。
由于在硅CMOS工艺兼容和绝缘层上锗技术想兼容使得可以在微处理器等其它电子器件上集成光电电路。
绝缘层上锗技术可以用于高速CMOS器件，高频CMOS器件、太阳能电池、光电探测器等领域。
1.2 绝缘层上锗材料的主要制备技术1.2.1 绝缘层上锗材料的主要制备方法绝缘层上锗材料是GOI技术发展的基础，一直制约GOI技术进入大规模生产的首要因素是缺乏高质量、低成本的绝缘层上锗材料。
近几年，随着绝缘层上锗材料制备技术的成熟，出现了越来越多的新的制备方法。
绝缘层上锗材料主流的制备技术有以下几种：1）SIMOX技术由日本的Izumi等人发明的注氧隔离技术（SIMOX）是发展较早的制备SOI 技术，因为SIMOX技术在制备绝缘层上硅的技术已经相当的成熟，所以，将这技术移植到制备绝缘层上锗材料上，是比较有竞争力的技术，原理如图1.1所示。
首先，在Si衬底上外延生长SiGe层,如果所需要SiGe层厚度较大,那么，就需要先外延Ge组分递变的SiGe缓冲层,继而再生长具有固定组分的高质量SiGe 层。