Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-2842
Hartmann, Arno
Photolumineszens-Spektroskopie an Si1-xGe_x/Si Heterostrukturen
112 S., 1993
Aus der modernen Komrnunikations- und Informationsgesellschaft sind Halbleiterbauelemente
in ihren vielfiiltigen Anwendungen nicht mehr wegzudenken. Ganz im Gegenteil
erobern sich integrierte Halbleiterschaltungen ("Integrated Circuits", ICs), die
von Generation zu Generation nicht nur schneller werden, sondern auch immer mehr
Bauelemente pro Chipflache enthalten, standig neue Einsatzgebiete.
Der Elementhalbleiter Silizium ist nach wie vor das wichtigste Ausgangsmaterial fiir
die industrielle Produktion von Halbleiterschaltungen. Dies liegt in erster Linie an den
chemischen und mechanischen Eigenschaften von Silizium, auf denen die Prozesse zur
Herstellung von preiswerten, hochstlntegrierten Schaltungen ("Very Large Scale Integration",
VLSI) beruhen. So bildet Silizium ein besonders gut in der Halbleitertechnik
einsetzbares, natiirliches Oxid, und leitet die beim Betrieb hochintegrierter Schaltungen
entstehende Warme gut abo
Diesen technologischen Vorteilen stehen wichtige Nachteile physikalischer Natur entgegen:
Im Vergleich zu vielen Verbindungshalbleitern, wie z.B. GaAs oder GalnAs,
weisen die Ladungstrager in Silizium eine geringere Beweglichkeit auf, was zu kleineren
Grenzfrequenzen von Siliziumschaltungen fiihrt. Hohe Grenzfrequenzen sind aber insbesondere
fur die Dateniibertragung iiber Satellit oder Glasfaser von gro13er Bedeutung.
Ein weiterer, gravierender Nachteil gegeniiber den obengenannten Verbindungshalbleitern
ist die indirekte Bandliicke von Silizium, welche den Bau von optoelektronischen
Bauelementen, wie z.B. Laserdioden, aug reinem Silizium unmoglich rnacht. Laserdioden
und dazu kompatible Detektoren und Wellenleiter sind heute schon die Grundbausteine
fiir die Dateniibertragung iiber Glasfasern und werden morgen moglicherweise optischen
Computern zu enormen Rechenleistungen verhelfen.
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