सिलिकॉन जर्मेनियम (SiGe) क्या है?

Question

मैंने सुना है कि SiGe चिप्स साधारण सिलिकॉन चिप्स की तुलना में तेज़ हो सकते हैं।

SiGe क्या है और यह सामान्य सिलिकॉन से अधिक तेज़ क्यों है?

Comments

मुझे पता है कि यह जानकारी विकिपीडिया पर उपलब्ध है। मैं सवाल पूछ रहा हूँ कि EE.SE को अपने आप में एक व्यापक संदर्भ स्थल बनाने में मदद करें।

— फोटॉन

बीज प्रश्न अपेक्षाकृत सामान्य हैं, जब तक कोई इसे केवल अनियमित रूप से करता है मैं इसे ठीक मानता हूं, यदि आप असहमत हैं तो कृपया मेटा पर पोस्ट करें।

— कोर्तुक

@GustavoLitovsky, बिंदु EE.SE को लोगों के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स के बारे में जानने के लिए एक संदर्भ स्थल के रूप में बनाना है। मैं एक या दो दिन बाद जवाब दूंगा अगर मेरे पास अन्य उत्तरों को देखने के बाद कुछ जोड़ना है। लेकिन पहले मैं दूसरों को कुछ + 1 कमाने का मौका दूंगा।

— फोटॉन

मुझे लगता है कि प्रश्न को बहुत विस्तार की आवश्यकता है: "तेज चिप्स" और "साधारण सिलिकॉन से तेज" से आपका क्या मतलब है, आप किस टोपोलॉजी के बारे में पूछ रहे हैं और आप किस डिग्री के विवरण को देखने की उम्मीद करते हैं। अन्यथा यह बहुत व्यापक है क्योंकि SiGe पर बहुत सारे अकादमिक पेपर हैं और इन सभी सूचनाओं को उत्तर के रूप में पोस्ट करना व्यावहारिक नहीं है।

— वासिली

सवाल जानबूझकर कुछ हद तक भोलेपन से लिखा गया है। एक अच्छा जवाब एक व्यापक अवलोकन देगा। भविष्य में पूछे जाने वाले अधिक विशिष्ट प्रश्नों के लिए विस्तार में नीचे ड्रिलिंग को छोड़ा जा सकता है।

— फोटॉन

Answer 1

SiGe एक अर्धचालक मिश्र धातु है, जिसका अर्थ है दो तत्वों, सिलिकॉन और जर्मेनियम का मिश्रण। 2000 या उसके बाद से, विभिन्न प्रकार के आईसी के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए SiGe का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। SiGe को लगभग उसी उपकरण पर संसाधित किया जा सकता है जो साधारण सिलिकॉन के लिए उपयोग किया जाता है। SiGe में गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) जैसे III-V यौगिक अर्धचालक के कुछ कमियां नहीं हैं, उदाहरण के लिए इसमें देशी ऑक्साइड की कमी नहीं है (MOS संरचनाएं बनाने के लिए महत्वपूर्ण) और यांत्रिक नाजुकता से पीड़ित नहीं है GaAs के वेफर आकार। इसका परिणाम लागत में होता है जो कि केवल साधारण सिलिकॉन का एक छोटा सा हिस्सा है, और गैस जैसी प्रतिस्पर्धी प्रौद्योगिकियों की तुलना में बहुत कम है।

साधारण सिलिकॉन की तुलना में SiGe दो मुख्य सुधारों की अनुमति देता है:

सबसे पहले, जर्मेनियम को जोड़ने से मिश्र धातु की जाली निरंतर बढ़ती है । यदि Si की एक परत SiGe के ऊपर उगाई जाती है, तो जाली स्थिर बेमेल द्वारा प्रेरित यांत्रिक तनाव होगा। तनावपूर्ण परत शांत सी की तुलना में अधिक वाहक गतिशीलता होगा। इसका उपयोग, उदाहरण के लिए, पीएमओएस और एनएमओएस ट्रांजिस्टर के प्रदर्शन को संतुलित करने के लिए, दिए गए सीएमओएस सर्किट के लिए आवश्यक क्षेत्र को कम कर सकता है।

दूसरे, SiGe मिश्र धातु को एक BJT के आधार क्षेत्र में एक विषम द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (HBT) बनाने के लिए चुनिंदा रूप से उपयोग किया जा सकता है । SiGe HBT की गति (च के साथ प्रदर्शन किया गया है _टी के लिए) 500 गीगा , और व्यावसायिक रूप से च के साथ उपलब्ध हैं _टी अप करने के लिए 240 गीगा । SiGe HBT में एक मानक सिलिकॉन BJT की तुलना में कम शोर है।

Answer 2

द फोटॉन द्वारा जवाब के अलावा (जो कि SiGe के छोटे हिस्से को अन्यथा विहित Si IC में एम्बेड करने की चिंता करता है), सिल्लियां सिल्लिंग के दौरान जी परमाणुओं के साथ सी को दूषित करने में संभावित लाभ भी हैं।

ऐसी रिपोर्टें हैं कि SiGe संरचना अधिक यांत्रिक रूप से मजबूत है और विनिर्माण प्रक्रिया के हिस्से के रूप में पेश किए गए विभिन्न दोषों से कम है।

जीई संदूषण से प्राप्त निर्माण दोषों में कमी न केवल वीएलएसआई के लिए, बल्कि फोटोवोल्टिक्स के लिए भी फायदेमंद है ।

उपरोक्त तकनीक अभी नियोजित नहीं है, लेकिन चल रहे शोध के परिणामों से पता चलता है कि सेमीकंडक्टर उद्योग में एक प्रमुख वेक्टर बनने में लंबा समय नहीं लगेगा।

पूर्णता और निष्पक्षता के लिए हमें इस तकनीक के नुकसान को भी नहीं भूलना चाहिए:

• अधिक प्रसंस्करण चरणों के साथ जुड़े उच्च लागत
• SiGe पर एक ऑक्साइड बढ़ने में कठिनाई
• Ge में Si की तुलना में कम तापीय चालकता है
• निश्चित रूप से बहुत अधिक