全耗尽CMOS／SIMOX器件研制

在表层硅厚度为１８０ｕｍ的ＳＩＭＯＸ材料上，用局部增强氧化隔离等工艺研制了沟道长度为２．５μｍ的全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件。该工艺对边缘漏电的抑制及全耗尽结构对背沟漏电的抑制降低了器件的整体漏电水平，使ＰＭＣＯＳ和ＮＭＯＳ的漏电分别达到３．Ｏ×１０－１１Ａ／μｍ和２．２×１０－１０Ａ／μｍ。５Ｖ时，例相器的平均延迟时间达６ｎｓ。     

SOI／SDB COMS环形振荡器的研究

本文主要研究了硅片直接键合技术制备ＳＯＩ材料，并在此材料上采用全离子注入硅栅工艺制造了１μｍ沟道ＣＭＯＳ环形振荡器。由于ＳＯＩ。ＳＤＢ中的硅膜保持着本体硅的性质，故所得陪管的特性比较好，（迁移率：ＮＭＯＳ为６８０ｃｍ２／Ｖ·ｓ，ＰＭＯＳ为３７０ｃｍ２／Ｖ·ｓ，跨导：ＮＭＯＳ为３８ｍＳ，ＰＭＯＳ为２５ｍＳ）。但发现ＭＯＳ管具有“Ｋｉｎｋ”效应，随着硅膜厚度的减小，“Ｋｉｎｋ”效应有所抑制。实验所得ＣＭＯＳ１９级环形振荡器的单级延时为０．７９ｎｓ，由此可见，ＳＯＩ／ＳＤＢ材料在ＶＬＳＩ中将有很大的发展前景     

高质量栅氧化层的制备及其辐照特性研究

通过大量工艺实验开发了采用低温Ｈ２－Ｏ２合成氧化方法制备薄栅氧化层的工艺技术,得到了性能优良的薄栅氧化层,对于厚度为３０ｎｍ的栅氧化层,其平均击穿电压为３０Ｖ,Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态密度小于３．５×１０１０ｃｍ－２．该工艺现已成功地应用于薄膜全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ工艺中．同时还开展了采用低温Ｈ２－Ｏ２薄栅氧化工艺制备的全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ器件的抗总剂量辐照特性研究,采用低温Ｈ２－Ｏ２合成氧化方法制备的ＳＯＩ器件的抗辐照特性明显优于采用常规干氧氧化方法制备的器件,Ｈ２－Ｏ２低温氧化工艺是制备抗核加固ＣＭＯＳ     

凹陷沟道SOI器件的实验研究

本文较为详细地描述了凹陷沟道ＳＯＩ器件的结构和工艺制造技术，采用凹陷沟道技术制备的ＳＯＩ器件的性能明显优于常规厚膜部分耗尽和常规薄膜全耗尽ＳＯＩ器件的性能．采用该技术已成功地研制出沟道区硅膜厚度为７０ｎｍ、源漏区硅膜厚度为１６０ｎｍ、有效沟道长度为０．１５～４．０μｍ的高性能凹陷沟道ＳＯＩＭＯＳＦＥＴ，它与常规薄膜全耗尽ＳＯＩＭＯＳＦＥＴ相比，跨导及饱和漏电流分别提高了约４０％．     

薄膜全耗尽SIMOX／SOIMOSFET中单晶体管Latch引起的器件性能蜕变实验研究

本文对ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ全耗尽Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ中单晶体管Ｌａｔｃｈ状态对器件性能的影响进行了实验研究．实验结果表明，短时间的Ｌａｔｃｈ条件下的电应力冲击便可使全耗尽器件特性产生明显蜕变．蜕变原因主要是Ｌａｔｃｈ期间大量热电子注入到背栅氧化层中形成了电子陷阱电荷（主要分布在漏端附近）所致．文章还对经过Ｌａｔｃｈ应力后，全耗尽ＳＯＩ器件在其他应力条件下的蜕变特性进行了分析．     

全耗尽SOI MOSFET及CMOS／SOI电路的研究

采用ＳＩＭＯＸ材料，研制了一种全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ模拟开关电路，研究了全耗尽ＳＯＩ ＭＯＳ场效应晶体管的阈值电压与背栅偏置的依赖关系，对漏源击穿的Ｓｎａｐｂａｃｋ特性进行分析，介绍了薄层ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ制作工艺，给出了全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ电路的测试结果。     

0.15μm薄膜全耗尽MOS/SOI器件的设计和研制

利用自己开发的二维数值深亚微米ＳＯＩ器件模拟软件,较为详细地分析了沟道长度小于０．２μｍ的ＳＯＩ器件的阈值电压特性、穿通和击穿特性、亚阈值特性以及直流稳态特性等．通过这些模拟和分析计算,给出了沟道长度为０．１８、０．１５和０．１μｍ的薄膜全耗尽ＳＯＩ／ＭＯＳ器件的设计方案,并根据该设计方案成功地研制出了性能良好的沟道长度为０．１５μｍ的凹陷沟道ＳＯＩ器件．沟道长度为０．１５μｍ薄膜全耗尽凹陷沟道ＳＯＩ器件的亚阈值斜率为８７ｍＶ／ｄｅｃ,击穿电压为１．６Ｖ,阈值电压为０．４２Ｖ,电源电压为１．５Ｖ时的驱动电     

双多晶硅栅SOI MOS器件的研究

采用多晶硅栅全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ工艺成功研制出多晶硅栅器件,其中Ｎ＋栅ＮＭＯＳ管的阈值电压为０．４５Ｖ,Ｐ＋栅ＰＭＯＳ管的阈值电压为－０．２２Ｖ,在１Ｖ和５Ｖ电源电压下多晶硅栅环振电路的单级门延迟时间分别为１．７ｎｓ和３５０ｐｓ,双多晶硅栅ＳＯＩ技术将是低压集成电路的一种较好选择。     

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。     

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。     

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．     

短沟道CMOS／SOI器件加固技术研究

通过大量辐照实验分析了采用不同工艺和不同器件结构的薄膜短沟道ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件的抗辐照特性，重点分析了Ｈ２－Ｏ２合成氧化和低温干氧氧化形成的薄栅氧化层、ＣｏＳｉ２／多晶硅复合栅和多晶硅栅以及环形栅和条形栅对ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件辐照特性的影响，最后得到了薄膜短沟道ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件的抗核加固方案．     

激光区熔再结晶SOI的杂质分布与迁移率研究

本文介绍一种确定ＳＯＩ／ＭＯＳ结构中沿硅薄膜厚度多子漂移分布和杂质分布的简单方法（其掺杂剖面是随机不均匀的）。这种方法基于使用一种耗尽型晶体管与栅控二极管的组合结构。作者列举在激光区熔再结晶多晶硅制的ＳＯＩ结构和ＳＯＳ结构上以相同工艺制作器件的对比研究结果。由这些结果可见，在包含有晶粒间界和子晶粒间界的ＳＯＩ薄膜中，沿膜厚的载流子迁移率是恒定的，而且远远超过ＳＯＳ膜中的迁移率。     

硅膜厚度对SOI栅控混合管性能的影响

本文分析了ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）栅控混合管（ＧＣＨＴ）中硅膜厚度对器件短沟道效应、阈值电压、亚阈斜率、零栅压电流的影响,讨论了结构参数、工艺参数对硅膜厚度作用的影响．研究表明,与常规ＳＯＩＭＯＳ器件相比,ＳＯＩ栅控混合管具有较低的硅膜厚度灵敏度,改善了深亚微米常规ＳＯＩＭＯＳ器件由于硅膜厚度的影响而性能下降的问题,以独特的工作方式为深亚微米器件的发展提供了新思路     

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。     

6H—SiC反型沟道和掩埋沟道MOS器件的特性

介绍了在宽禁带半导体６Ｈ－ＳｉＣ材料上制作的反型沟道和掩埋沟道栅控二极管及ＭＯＳＦＥＴ。器件的制作采用了热氧化和离子注入技术。因为６Ｈ－ＳｉＣ禁带宽度为３ｅＶ，用ＭＯＳ电容很难测量表面态，故利用栅控二极管在室温条件下来测量表面态。反型沟道器件中电子有效迁移率为２０ｃｍ＾２／Ｖ．ｓ，而掩埋沟道ＭＯＳＦＥＴ沟道中的体电子迁移率为１８０ｃｍ＾２／Ｖ．ｓ，掩埋沟道晶体管是第一只ＳｉＣ离子注入沟道器件，也是     

薄膜全耗尽SOI短沟道MOSFET准二准电流模型

本文在分析薄膜全耗尽ＳＯＩ器件特殊物理效应的基础上，建立了可细致处理饱和区工作特性的准二维电流模型。该模型包括了场效应载流子迁移率，速度饱和以及短沟道效应等物理效应，可以描述薄膜全耗尽ＳＯＩ器件所特有的膜厚效应，正背栅耦合（背栅效应）等对器件件特性的影响。并且保证了电流，电导及其导数在饱和点的连续性。将模型模拟计算结果与二维器件数值模拟结果进行了对比，在整个工作区域（不考虑载流子碰撞离化的情况下）     

薄层SOI/MOSFET’s热载流子电流的数值模拟

本文应用“幸运电子”概念，取代平均电场热载流子模型［１］，利用二维数值计算的方法，建立起一组热载流子向栅氧化层注入的注入电流和栅电流模型（包括热电子和热空穴）．通过分别对ＳＯＩ／ＭＯＳＦＥＴ和相应的体硅器件模拟计算得出：栅电流和实验数据符合得很好；体硅器件的注入电流和通常一样，最大值发生在Ｖｇ＝Ｖｄ／２处；然而在薄膜（包括中等厚膜）ＳＯＩ器件中，由于存在着前栅、背栅的耦合作用，热载流子电流变化较为复杂．栅电流不能完全表现注入电流的变化情况．准确模拟注入电流是研究薄膜（包括中等厚膜）ＳＯＩ器件热载流子效应所     

6H－SiC反型沟道和掩埋沟道MOS器件的特性

介绍了在宽禁带半导体６Ｈ－ＳｉＣ材料上制作的反型沟道和掩埋沟道栅控二极管及ＭＯＳＦＥＴ。器件的制作采用了热氧化和离子注入技术。因为６Ｈ－ＳｉＣ禁带宽度为３ｅＶ，用ＭＯＳ电容很难测量表面态，故利用栅控二极管在室温条件下来测量表面态。反型沟道器件中电子有效迁移率为２０ｃｍ２／Ｖ．ｓ，而掩埋沟道ＭＯＳＦＥＴ沟道中的体电子迁移率为１８０ｃｍ２／Ｖ．ｓ。掩埋沟道晶体管是第一只ＳｉＣ离子注入沟道器件，也是第一只６Ｈ－ＳｉＣ掩埋沟道ＭＯＳＦＥＴ。     

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。