具有非平面埋氧层的新型SOI材料的制备

提出一种基于SDB技术的非平面埋氧层SOI材料制备方法.其关键技术包括:通过干法刻蚀、高压氧化和淀积二氧化硅获得高质量非平面埋氧层;通过化学气相淀积多晶硅来形成键合缓冲层,并运用回刻光刻胶和化学机械抛光来实现键合面的局部和全局平坦化;通过室温真空贴合、中温预键合和高温加固键合来进行有源片和衬底片的牢固键合.基于该技术研制了有源层厚度为21μm、埋氧层厚度为0.943μm、顶面槽和底面槽槽高均为0.9μm的具有双面绝缘槽结构的非平面埋氧层新型SOI材料.测试结果表明该材料具有结合强度高、界面质量好、电学性能优良等优点.     

薄膜厚埋层SOI材料的新制备技术

在结合低剂量注氧隔离(SIMOX)技术和键合技术的基础上,研究了制备薄膜(薄顶层硅膜)厚埋层SOI材料的新技术--注氧键合技术.采用该新技术成功制备出薄膜厚埋层SOI材料,顶层硅厚度130nm,埋氧层厚度lμm,顶层硅厚度均匀性±2%.并分别采用原子力显微镜(AFM)和剖面透射电镜(XTEM)对其表面形貌和结构进行了表征.研究结果表明,SIMOX材料顶层硅通过键合技术转移后仍能够保持其厚度均匀性,且埋氧层和顶层硅之间具有原子级陡峭的分界面,因此注氧键合技术将会是一项有广阔应用前景的SOI制备技术.     

薄膜厚埋层SOI材料的新制备技术

在结合低剂量注氧隔离(SIMOX)技术和键合技术的基础上,研究了制备薄膜(薄顶层硅膜)厚埋层SOI材料的新技术--注氧键合技术.采用该新技术成功制备出薄膜厚埋层SOI材料,顶层硅厚度130nm,埋氧层厚度lμm,顶层硅厚度均匀性±2%.并分别采用原子力显微镜(AFM)和剖面透射电镜(XTEM)对其表面形貌和结构进行了表征.研究结果表明,SIMOX材料顶层硅通过键合技术转移后仍能够保持其厚度均匀性,且埋氧层和顶层硅之间具有原子级陡峭的分界面,因此注氧键合技术将会是一项有广阔应用前景的SOI制备技术.     

用于自对准Si MMIC的等平面深槽隔离工艺(英文)

研究了在自对准硅MMIC中等平面深槽隔离工艺的实现。该工艺包括如下过程:首先应用各向异性刻蚀的Bosch工艺刻蚀出用于隔离埋集电极的1.6μm宽、9μm深的隔离槽,接着对隔离槽通过热氧化二氧化硅、淀积氮化硅和多晶硅的形式进行填充,然后再采用高密度等离子体刻蚀设备对多晶硅进行反刻,其刻蚀时间通过终点检测系统来控制,最后再刻蚀出0.8μm深的有源区硅台面和采用1.5～1.6μm厚的氧化层对场区进行填充,藉此来保证隔离槽和有源区处于同一个平面上。此深槽隔离工艺与目前的多层金金属化系统兼容,且该工艺不会造成明显的硅有源区台面缺陷,测试结果表明:在15 V下的集电极-集电极漏电流仅为10 nA,该值远低于全氧化填充隔离槽工艺的5μA。     

一种新型半绝缘键合SOI结构

报道了一种新型半绝缘键合SOI结构,采用化学气相淀积加外延生长键合过渡多晶硅层的方法实现了该结构.研制出的这种新结构,完整率大于85%,Si-Si键合界面接触比电阻小于5×10-4Ω·cm2.这种新结构可以广泛用于高低压功率集成电路、高可靠集成电路、MEMS、硅基光电集成等新器件和电路中.     

一种新型半绝缘键合SOI结构

报道了一种新型半绝缘键合SOI结构,采用化学气相淀积加外延生长键合过渡多晶硅层的方法实现了该结构.研制出的这种新结构,完整率大于85%,Si-Si键合界面接触比电阻小于5×10-4Ω·cm2.这种新结构可以广泛用于高低压功率集成电路、高可靠集成电路、MEMS、硅基光电集成等新器件和电路中.     

薄膜SOI上大于600 V LDMOS器件的研制

针对600 V以上SOI高压器件的研制需要,分析了SOI高压器件在纵向和横向上的耐压原理。通过比较提出薄膜SOI上实现高击穿电压方案,并通过仿真预言其可行性。在埋氧层为3μm,顶层硅为1.5μm的注氧键合(Simbond)SOI衬底上开发了与CMOS工艺兼容的制备流程。为实现均一的横向电场,设计了具有线性渐变掺杂60μm漂移区的LDMOS结构。为提高纵向耐压,利用场氧技术对硅膜进行了进一步减薄。流片实验的测试结果表明,器件关态击穿电压可达600 V以上(实测832 V),开态特性正常,阈值电压提取为1.9 V,计算开态电阻为50Ω.mm2。     

斜埋氧SOI LDMOS高压器件新结构

为了提高基于绝缘体上的硅(SOI)技术实现的横向扩散金属氧化物半导体器件(SOI LDMOS)的击穿电压,提出了斜埋氧SOI LDMOS(S SOI LDMOS)耐压新结构。当器件关断时,倾斜的埋氧层束缚了大量的空穴,在埋氧层上界面引入了高密度的正电荷,大大增强了埋氧层中的电场,从而提高了纵向耐压。另外,埋氧层的倾斜使器件漂移区厚度从源到漏线性增加,这就等效于漂移区采用了线性变掺杂,通过优化埋氧层倾斜度,可获得一个理想的表面电场分布,提高了器件的横向耐压。对器件耐压机理进行了理论分析与数值仿真,结果表明新结构在埋氧层厚度为1μm、漂移区长度为40μm时,即可获得600 V以上的击穿电压,其耐压比常规结构提高了3倍多。     

镍表面微机械加工

描述了单层掩膜表面的微机械加工工艺。该工艺用镍作为结构层材料，多晶硅作为牺牲层，用高长宽比光刻技术（厚达２０μｍ）制作电镀图形，在多晶硅上化学镀镍。用低压化学汽相淀积（ＬＰＣＶＤ）工艺淀积厚度为１～５μｍ的多晶硅。化学镀之前对多晶硅进行短时腐蚀预处理可使多晶硅表面变成多孔状，为生成良好的镍粘附提供了适合的力学键合点。用ＫＯＨ腐蚀多晶硅牺牲层以便释放镍可动部分。采用该工艺已制出厚度为５～２０μｍ的静电镍微驱动器     

薄硅层阶梯埋氧PSOI高压器件新结构

基于介质电场增强ENDIF理论,提出了一种薄硅层阶梯埋氧型部分SOI(SBPSOI)高压器件结构。埋氧层阶梯处所引入的电荷不仅增强了埋层介质电场,而且对有源层中的电场进行调制,使电场优化分布,两者均提高器件的击穿电压。详细分析器件耐压与相关结构参数的关系,在埋氧层为2μm,耐压层为0.5μm时,其埋氧层电场提高到常规结构的1.5倍,击穿电压提高53.5%。同时,由于源极下硅窗口缓解SOI器件自热效应,使得在栅电压15V,漏电压30V时器件表面最高温度较常规SOI降低了34.76K。