先說(shuō)說(shuō)硅：作為現(xiàn)在最廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體材料,它的優(yōu)點(diǎn)是多方面的.
1）硅的地球儲(chǔ)量很大,所以原料成本低廉.
2）硅的提純工藝歷經(jīng)60年的發(fā)展,已經(jīng)達(dá)到目前人類的最高水平.
3）Si/SiO2 的界面可以通過(guò)氧化獲得,非常完美.通過(guò)后退火工藝可以獲得極其完美的界面.
4）關(guān)于硅的摻雜和擴(kuò)散工藝,研究得十分廣泛,前期經(jīng)驗(yàn)很多.
不足：硅本身的電子和空穴遷移速度在未來(lái)很難滿足更高性能半導(dǎo)體器件的需求.氧化硅由于介電常數(shù)較低,當(dāng)器件微小化以后,將面臨介電材料擊穿的困境,尋找替代介電材料是當(dāng)務(wù)之急.硅屬于間接帶隙半導(dǎo)體,光發(fā)射效率不高.
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鍺：作為最早被研究的半導(dǎo)體材料,帶給我們兩個(gè)諾貝爾獎(jiǎng),第一個(gè)transistor和第一個(gè)IC.鍺的優(yōu)點(diǎn)是：
1）空穴遷移率最大,是硅的四倍；電子遷移率是硅的兩倍.
2）禁帶寬度比較小,有利于發(fā)展低電壓器件.
3）施主/受主的激活溫度遠(yuǎn)低于硅,有利于節(jié)省熱預(yù)算.
4）小的波爾激子半徑,有助于提高它的場(chǎng)發(fā)射特性.
5）小的禁帶寬度,有助于組合介電材料,降低漏電流.
缺點(diǎn)也比較明顯：鍺屬于較為活潑的材料,它和介電材料的界面容易發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成GeO,產(chǎn)生較多缺陷,進(jìn)而影響材料的性能；鍺由于儲(chǔ)量較少,所以直接使用鍺作襯底是不合適的,因此必須通過(guò)GeOI（絕緣體上鍺）技術(shù),來(lái)發(fā)展未來(lái)器件.該技術(shù)存在一定難度,但是通過(guò)借鑒研究硅材料獲得的經(jīng)驗(yàn),相信會(huì)在不久的將來(lái)克服.