新型光電子材料-wenkub
2023-01-25 20:36:26 本頁(yè)面
【正文】 度注入，電子從 Ti/Au電極注入。 注入到硅中的硼離子既是 P型摻雜劑 ， 又可與 N型硅形成 PN結(jié) ， 同時(shí)又在硅中引入位錯(cuò)環(huán)；位錯(cuò)環(huán)形成的局域場(chǎng)調(diào)制硅的能帶結(jié)構(gòu) ，使荷電載流子空間受限 ， 從而使硅發(fā)光二極管器件的量子效率得到了提高 。 ? 為滿足人類不斷增長(zhǎng)的對(duì)更大信息量的需求，近年來(lái)在硅基光電集成和光電混合集成研究方面取得了重要進(jìn)展。 二、光電信息功能材料研究新進(jìn)展 3/9/2023 3 到 2023年， Si基 CMOS器件特征尺寸小到 30nm,硅晶片直徑將達(dá)450mm，我國(guó)與先進(jìn)國(guó)家差距約 8年！ 2023年國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖 關(guān)鍵材料和器件子專題 2023 450mm 300mm 200mm 150mm Si 晶片 CMOS 硅單晶 3/9/2023 4 ? 根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)， 2023年大多數(shù)已知的硅 CMOS技術(shù)將接近或達(dá)到它的”極限” ,這時(shí)硅 ICs技術(shù)的特征線寬將達(dá)到 20納米左右 , 摩爾定律將受到挑戰(zhàn)。 從提高硅集成電路（ ICs）性能價(jià)格比來(lái)看，增大直拉硅單晶的直徑，仍是今后硅單晶發(fā)展的大趨勢(shì)。光電信息功能材料研究進(jìn)展 趙昶 （北京石油化工學(xué)院） 提綱 一、光電信息功能材料－現(xiàn)代信息社會(huì)的支柱 二、光電信息功能材料研究進(jìn)展 硅微電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 硅基異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料與光電器件 激光器材料與器件 寬帶隙半導(dǎo)體材料和器件 納米 (低維 )半導(dǎo)體材料與量子器件 其他光電信息功能材料與器件 三、發(fā)展趨勢(shì) 3/9/2023 1 一、引言： 21世紀(jì)是高度信息化的社會(huì) ? 超大容量信息傳輸、超快實(shí)時(shí)信息處理和超高密度信息存儲(chǔ)是 21世紀(jì)信息社會(huì) 追求的目標(biāo)，發(fā)展信息功能材料是基礎(chǔ)。硅 ICs工藝由 8英寸向 12英寸的過(guò)渡將在近年內(nèi)完成。 ? 為此，人們?cè)诜e極探索基于全新原理的量子計(jì)算、分子計(jì)算和 DNA生物計(jì)算等同時(shí)，更寄希望于發(fā)展新材料和新技術(shù)，以求進(jìn)一步提高硅基集成芯片的運(yùn)算速度和功能。 硅微電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 3/9/2023 6 硅基高效發(fā)光研究取得突破進(jìn)展 ? 硅基光電集成一直是人們追求的目標(biāo)，其中如何提高硅基材料發(fā)光效率是關(guān)鍵。 ? 五個(gè)月后， Green等采用類似于高效硅太陽(yáng)能電池的倒金字塔結(jié)構(gòu)，利用光發(fā)射和光吸收互易的原理 ,又將硅基 LED的近室溫功率轉(zhuǎn)換效率提高到 1%。 3/9/2023 10 硅基高效發(fā)光研究取得突破進(jìn)展 2023年 Motolora實(shí)驗(yàn)室利用在 Si和 GaAs之間加入鈦酸鍶柔性層，在 12英寸 Si襯底上淀積成功高質(zhì)量的 GaAs，引起人們關(guān)注。從總體來(lái)看，其特性可與藍(lán)寶石襯底的結(jié)果相比。 ? 2023年瑞士 Neuchatel大學(xué)的科學(xué)家采用雙聲子共振和三量子阱有源區(qū)結(jié)構(gòu) 使波長(zhǎng)為 微米的量子級(jí)聯(lián)激光器的工作溫度高達(dá)312K，單模連續(xù)輸出功率 3mW。 寬帶隙半導(dǎo)體材料與器件 3/9/2023 15 ? 半導(dǎo)體固態(tài)光源的廣泛應(yīng)用 ， 將觸發(fā)照明光源的革命 ！ 目前 GaN基高功率 LED的流明效率為 50lm/瓦 （ 小芯片為 70lm/瓦 ） 的GaN基白光 LED已研制成功；但體積僅為白熾燈的 1% 和功耗的 1/3。 ? ZnO基寬禁帶半導(dǎo)體材料以其很高的激子激活能（ 60mev）及其在藍(lán)紫光電子器件方面的應(yīng)用前景受到關(guān)注 。 寬帶隙半導(dǎo)體材料與器件 3/9/2023 18 III族氮化物窄禁帶化合物主要是指 GaAs1xNx和 Ga1yInyAs1xNx等，具有大的帶隙彎曲，直接帶隙可達(dá)近紅外波段；因在光通信和提高太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率等方面有重要的應(yīng)用前景，而受到廣泛的重視。 ? 窄帶隙 III族氮化物的另一個(gè)重要的應(yīng)用是用來(lái)制造長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔面發(fā)射激光器，并取得了重要進(jìn)展。 目前發(fā)展的方向是研制光電集成芯片材料和
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