短沟道CMOS／SIMOX器件与电路的制造

本文简要介绍短沟道ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件与电路的研制。在自制的ＳＩＭＯＸ材料上成功地制出了沟道长度为１．０μｍ的高性能全耗尽ＳＩＭＯＸ器件和１９级ＣＭＯＳ环形振荡器。Ｎ管和Ｐ管的泄漏电流均小于１×１０－１２Ａ／μｍ，在电源电压为５Ｖ时环振电路的门延迟时间为２８０ｐｓ。     

N+多晶硅栅薄膜全耗尽SOI CMOS器件与电路的研究

选用SIMOX(Separation by Implantation of Oxygen)衬底材料,对全耗尽SOI CMOS工艺进行了研究,开发出了N 多晶硅栅全耗尽SOI CMOS器件及电路工艺,获得了性能良好的器件和电路。nMOS和pMOS的驱动电流都比较大,且泄漏电流很小,在工作电压为3V时,1．2μm101级环振的单级延迟仅为50．5ps。     

伽马射线辐照总剂量对CMOS／SIMOX器件的影响

我们把用SIMOX工艺所形成的纵向隔离结构和新开发的横向隔离结构结合起来,研制出抗辐照CMOS/SIMOX器件。 n沟MOSFET的纵向隔离由多层高浓度氧掺杂多晶硅和埋层二氧化硅组成,横向隔离由多层薄的侧壁二氧化硅、侧壁多晶硅和厚的场二氧化硅组成。p沟MOSFET的纵向隔离结构与n沟MOSFET相同,但其横向隔离中没有侧壁多晶硅层,而是使用厚的场二氧化硅层。高浓度氧掺杂多晶硅和侧壁多晶硅层用来屏蔽被俘获在埋层二氧化硅和场二氧化硅中的辐照感生正电荷。利用这些隔离结构和薄栅二氧化硅层开发的CMOS/SIMOX器件,即使在经受2Mrad(Si)的~(60)Co伽马射线辐照之后,仍具有良好的工作特性。     

1．5μm全耗尽CMOS／SIMOX门阵列的研制

本文介绍了可用于高速、高性能抗辐照专用集成电路设计的１．５μｍ薄膜全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ门阵列母版的研制．较为详细地讨论了ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ门阵列基本阵列单元、输入／输出单元、单元库的设计技术以及１．５μｍＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ门阵列工艺开发过程．该门阵列在５Ｖ电源电压时的单级门延迟时间仅为４３０ｐｓ．     

薄膜全耗尽SOI CMOS器件和电路

对全耗尽SOI(FD SOI)CMOS器件和电路进行了研究,硅膜厚度为70nm.器件采用双多晶硅栅结构,即NMOS器件采用P+多晶硅栅,PMOS器件采用N+多晶硅栅,在轻沟道掺杂条件下,得到器件的阈值电压接近0.7V.为了减小源漏电阻以及防止在沟道边缘出现空洞(Voids),采用了注Ge硅化物工艺,源漏方块电阻约为5.2Ω/□.经过工艺流片,获得了性能良好的器件和电路.其中当工作电压为5V时,0.8μm 101级环振单级延迟为45ps.     

短沟道CMOS／SIMOX器件及电路的辐照特性研究

利用薄膜全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ工艺成功地研制了沟道长度为１．０μｍ的薄膜抗辐照ＳＩＭＯＸＭＯＳＦＥＴ、ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ反相器和环振电路，Ｎ和ＰＭＯＳＦＥＴ在辐照剂量分别为３ｘ１０５ｒａｄ（Ｓｉ）和７ｘ１０５ｒａｄ（Ｓｉ）时的阈值电压漂移均小于１Ｖ，１９级ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ环振经过５ｘ１０５ｒａｄ（Ｓｉ）剂量的电离辐照后仍能正常工作，其门延迟时间由辐照前的２３７ｐｓ变为３２８ｐｓ。     

45ps的超高速全耗尽CMOS/SOI环振

亚微米全耗尽SOI(FDSOI)CMOS器件和电路经过工艺投片,取得良好的结果,其中工作电压为5V时,0.8μm全耗尽CMOS/S0I101级环振的单级延迟仅为45ps;随着硅层厚度的减薄和沟道长度的缩小,电路速度得以提高,0.8μm全耗尽CMOS/SOI环振比0.8μm部分耗尽CMOS/SOI环振快30%,比1μm全耗尽CMOS/SOI环振速度提高15%.     

45ps的超高速全耗尽CMOS/SOI环振

亚微米全耗尽 SOI( FDSOI) CMOS器件和电路经过工艺投片 ,取得良好的结果 ,其中工作电压为 5V时 ,0 .8μm全耗尽 CMOS/ SOI1 0 1级环振的单级延迟仅为 45ps;随着硅层厚度的减薄和沟道长度的缩小 ,电路速度得以提高 ,0 .8μm全耗尽 CMOS/ SOI环振比 0 .8μm部分耗尽 CMOS/ SOI环振快 30 % ,比 1 μm全耗尽 CMOS/ SOI环振速度提高 1 5% .     

300门CMOS／SIMOX门阵列容错ASIC电路的研制

本文简要地介绍了３μｍＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ门阵列的设计和制作技术。利用３００门门阵列母片成功地实现了容错计算机系统专用总线输出选择逻辑电路ＳＥＬ。其性能达到了用户要求，平均单级门延迟时间为２．６ｎｓ，输出驱动电流为２．４ｍＡ．     

薄膜全耗尽CMOS／SOI—下一代超高速Si IC主流工艺

本文较为详细地分析了薄膜全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ技术的优势和国内外ＴＦ ＣＭＯＳ／ＳＯＩ器件和电路的发展状况，讨论了ＳＯＩ技术今后发展的方向，得出了全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ成为下一代超高速硅集成电路主流工艺的结论。     

CMOS／SIMOX例相器的抗总剂量辐照特性

对条栅ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ例相器在不同偏置条件下进行了６０Ｃｏγ射线的总剂量辐照试验，比较研究了ＰＭＯＳ、ＮＭＯＳ对倒相器功能的影响，发现ＮＭＯＳ抗总剂量辐照性能比ＰＭＯＳ差，主要是ＮＭＯＳ引起器件功能的失效。     

CMOS／SIMOX和CMOS／BESOI的γ射线辐照特性比较

用薄膜ＳＩＭＯＸ（ＳｅｐａｒａｔｉｏｎｂｙＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆＯＸｙｇｅｎ）、厚膜ＢＥＳＯＩ（ｆｆｅｎｄｉｎｇａｎｄＥｔｃｈ－ｂａｃｋＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）和体硅材料制备了ＣＭＯＳ倒相器电路，并用６０Ｃｏγ射线进行了总剂量辐照试验。在不同偏置条件下，经不同剂量辐照后，分别测量了ＰＭＯＳ、ＮＭＯＳ的亚阈特性曲线，分析了引起ＭＯＳＦＥＴ阈值电压漂移的两种因素（辐照诱生氧化层电荷和新生界面态电荷）。对ＮＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ，由于寄生背沟ＭＯＳ结构的影响，经辐照后背沟漏电很快增大，经３００Ｇｙ（Ｓｉ）辐照后器件已失效。而厚膜ＢＥＳＯＩ器件由于顶层硅膜较厚，基本上没有背沟效应，其辐照特性优于体硅器件。最后讨论了提高薄膜ＳＩＭＯＸ器件抗辐照性能的几种措施。     

一种1MS/sCMOS/SIMOX8位A/D转换器

采用CMOS/SIMOX工艺制作1Msam ple/s 8 位A/D转换器。该A/D转换器采用半闪烁型结构,由两个4 位全并行A/D转换器实现8 位转换。电路共有31个比较器,采用斩波稳零型结构,具有结构简单和失调补偿功能。电路由2100 个器件组成,芯片面积为3.53 m m ×3.07 m m     

短沟道薄硅膜CMOS/SIMOX电路的研究

通过大剂量氧离子注入(150key,2×10~(18)O~+/cm~2)及高温退火(1100℃,8h)便可形成质量较好的SIMOX结构。本文报道了制备在硅膜厚度为160nm的SIMOX结构上的短沟道CMOS/SIMOX电路特性。实验结果表明:薄硅膜器件有抑制短沟道效应(如阈值电压下降)、改善电路的速度性能等优点,因而薄硅膜SIMOX技术更适合亚微米CMOS IC的发展。     

CMOS／SOI的高温特性分析

采用ＳＩＭＯＸ和ＢＥＳＯＩ材料制作了ＣＭＯＳ倒相器电路，在２５￣２００℃的不同温度下测量了ＰＭＯＳ和ＮＭＯＳ的亚阈特性曲线，实验结果显示，薄膜全耗尽ＩＭＯＸ器件的阈值电压和泄漏电流随温度的变化小于厚膜ＢＥＳＯＩ器件。     

SIMOX技术及CMOS／SIMOX器件的研究与发展

SIMOX技术是最具有发展前途的SOI技术之一。在发展薄硅层、深亚微米OMOS/SOI集成电路中,SIMOX技术占有极其重要的地位。本文综述了SIMOX基片的形成、高质量SIMOX基片的制备方法。阐述了薄硅层OMOS/SIMOX器件的工艺特点以及器件的性能特点。本文也就SIMOX技术及GMOS/SIMOX器件的研究现状及发展趋势进行了讨论。