为SIMOX SOI结构的硅膜和二氧化硅埋层厚度模型

本文提出了一个为SIMOX SOI结构的硅膜和二氧化硅埋层厚度解析模型,适用于0.7—2.0 ×10~(18)cm~(-2)剂量范围和50—300keV能量范围,模型与实验测量在大剂量和低能量情况下仍附合较好。本模型对SIMOX工艺优化设计和发展VLSI TCAD具有参考价值,同时给出了在常规氧注入能量(如150keV)下用增大剂量方法制备TF SOI结构的理论依据。     

用于SOI的硅／二氧化硅热粘合技术

最近,热粘结应用于绝缘体上硅(SOI)工艺,引起了人们的广泛注意。热粘接(又称直接粘结)分两步进行:首先将经过抛光和彻底水解的硅和/或二氧化硅表面进行粘合;然后将其退火,以促成扩散粘结。为了制作高质量的SOI层,必须证明两硅片间的整个粘结表面无空隙存在(我们在实验中用的是 4英寸硅片)。我们发现,在用标准的硅片退火工艺进行退火之后,还必须在高温、高压下进行退火,以获得完全无空隙的界面。另外,我们还发现,为了确保热处理完成以后不留任何空隙,硅片的粘合操作,必需在可控气氛中进行。我们将提供揭示粘结界面原子结构的透射电子显微照片。我们还将给出显示粘结空隙表面本质的C型扫描声学显微照片和红外透射热成像。     

硅膜厚度和背栅对SIMOX／SOI薄膜全耗尽MOSFET特性影响的研究

本文报道了薄膜ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ材料上全耗尽ＭＯＳＦＥＴ的制备情况，并对不同硅膜厚度和不同背面栅压下的器件特性进行了分析和比较．实验结果表明，全耗尽器件完全消除了＂Ｋｉｎｋ＂效应，低场电子迁移率典型值为６２０ｃｍ２／Ｖ·ｓ，空穴迁移率为２１０ｃｍ２／Ｖ·ｓ，泄漏电流低于１０－１２Ａ；随着硅膜厚度的减簿，器件的驱动电流明显增加，亚阈值特性得到改善；全耗尽器件正、背栅之间有强烈的耦合作用，背表面状况可以对器件特性产生明显影响．该工作为以后薄膜全耗尽ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ电路的研制与分析奠定了基础．     

高温薄膜SOI MOS器件硅膜厚度的设计考虑

根据薄膜ＳＯＩ ＭＯＳ器件的特点和高温应用的特殊考虑，采用计算机模拟技术，得出最大耗尽层宽度ｘｄｍａｘ和衬底掺杂浓度ＮＢ及温度Ｔ的关系曲线。研究结果表明，在常温下ｘｄｍａｘ随ＮＢ的增大而减小当ＮＢ一定时，ｘａｍａｘ随温度的升高而减小。因此，为满足薄膜器件的硅膜厚度ｄＳｉ小于ｘｄｍａｘ的条件及温度应用的特殊要求，高温薄膜ＳＯＩ ＭＯＳ器件ｄＳｉ的设计必须考虑ＮＢ和温度的综合影响。     

采用氧化多孔硅埋层的SOI工艺

在n/n~+/n结构的高浓度掺杂层上形成了多孔硅。多孔硅完全氧化以后,在隔离的单晶硅岛上制作CMOS器件。经测量,迁移率与体硅差不多,而且,硅的漏电很小。     

SOI硅膜层中的缺陷观察

单晶Si衬底上沉积一层非晶绝缘的SiO_2膜,再在SiO_2膜上沉积一多晶硅层,经区熔再结晶处理后,形成单晶硅膜。这种结构的材料称为SOI(Silicon on Insulator)·SOI材料用于集成电路时具有许多优点,它速度高、集成度高、抗辐照和抗Latch-up效应,也可以用于制备高压器件和敏感器件的集成电路,对于上述应用,要求Si膜中无缺陷。因此,采用热沉和厚度调制结构(图1),使缺陷限定于预先确定的区域,而在其余的区域得到无缺陷的SOI材料。当快速再结晶工艺选择不当时,在Si膜的各处都可能出现缺陷,我们使用横断面制样技术观察了石墨棒快速区熔无籽晶生长的再结晶硅膜中的缺陷(图2)。观察到的几种缺陷是亚晶界、位错和微孪晶·偶尔也观察到大角晶界。Si膜中最常见的缺陷是亚晶     

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     

氧离子注入硅SOI结构的椭偏谱研究

本文利用椭偏光谱法测量了能量为200keV、剂量为2×10~(18)cm~(-2)的~(16)O~+注入Si以及退火样品.应用多层介质膜模型和有效介质近似,分析了这些样品的SIMOX结构的各层厚度以及各层中的主要组份.提出了从椭偏谱粗略估算表层Si及埋层SiO_2厚度的简单方法.研究结果表明,这种条件下的O~+注入Si可以形成SIMOX结构,经高温退火后,表层Si是较完整的单晶层,埋层SiO_2基本没有Si聚积物.椭偏谱的结果与背散射、扩展电阻测量和红外吸收光谱等结果作了比较.     

多孔硅外延转移技术制备以氮化硅为绝缘埋层的SOI新结构

为减少自加热效应 ,利用多孔硅外延转移技术成功地制备出一种以氮化硅为埋层的 SOI新结构 .高分辨率透射电镜和扩展电阻测试结果表明得到的 SOI新结构具有很好的结构和电学性能 ,退火后的氮化硅埋层为非晶结构 .     

多孔硅外延转移技术制备以氮化硅为绝缘埋层的SOI新结构

为减少自加热效应,利用多孔硅外延转移技术成功地制备出一种以氮化硅为埋层的SOI新结构.高分辨率透射电镜和扩展电阻测试结果表明得到的SOI新结构具有很好的结构和电学性能,退火后的氮化硅埋层为非晶结构.     

适合制作SOI结构的多孔硅技术

SOI(绝缘体上硅)衬底适合用来制作高性能器件。在制作SOI衬底方面最有前途的技术是那些以多孔硅氧化为基础的技术。多孔硅具有一系列独特的材料性能,适用于各种不同的SOI加工技术。     

SIMOX技术的现状

本文描述了在埋层氧化物上制备超薄Si膜的离子注入技术,并概述了这种优质材料在器件设计中的应用。     

SOI硅膜厚度对RESURF LDMOS参数的影响

对SOI LDMOS进行了建模,得到了器件各主要参数的最优值与SOI硅膜厚度的关系式.以此为基础用专业软件Medici和Tsuprem-4对器件进行了模拟,得到了最优漂移区浓度、最优击穿电压等参数随SOI硅膜厚度的变化曲线,这些结果对实际器件的设计以及工艺生产具有参考意义.     

离子注入SOI材料的红外吸收谱分析

用傅里叶红外吸收谱对不同热处理条件下的SOI样品进行了系统的分析,结果表明:对于190keV,1.8×10~(18)/cm~2N~+注入的样品,在低于1100℃的温度下退火可保持氮化硅埋层的无定形态,而～1200℃热退火则导致氮化硅埋层的结晶成核现象。对于200keV,1.8×10~(18)/cm~2O~+注入的样品,氧化硅埋层的形成是连续渐变的,注入的氧化硅埋层向常规的热氧化非晶态SiO_2转变的激活能为0.13eV。     

采用多孔氧化硅形成超薄SOI结构的研究

本文采用多孔氧化硅全隔离技术获得了硅膜厚度小于１００ｎｍ、硅岛宽度大于１００μｍ的超薄ＳＯＩ（ＴＦＳＯＩ）结构．用透视电子显微镜剖面分析技术（ＸＴＥＭ）、扩展电阻分析（ＳＲＰ）、喇曼光谱、台阶轮廓仪和击穿电压测量等技术对多孔氧化硅超薄ＳＯＩ结构进行了分析，结果表明其顶层硅膜单晶性好，硅膜和埋层氧化层界面平整．实验表明硅岛的台阶形貌及应力状况取决于阳极化反应条件．在硅膜厚约为８０ｎｍ的ＴＦＳＯＩ材料上制备了ｐ沟ＭＯＳＦＥＴ，输出特性良好．     

用于制备SOI材料的基于硅片键合和双层多孔硅剥离的薄外延硅膜转移技术

采用在阳极化反应时改变电流强度的办法 ,在高掺杂的 P型硅 (111)衬底上制备了具有不同多孔度的双层结构多孔硅层 .用超高真空电子束蒸发技术在多孔硅表面外延生长了一层高质量的单晶硅膜 .在室温下 ,该外延硅片同另一生长有热二氧化硅的硅片键合在一起 ,在随后的热处理过程中 ,键合对可在多孔硅处裂开 ,从而使外延的单晶硅膜转移到具有二氧化硅的衬底上以形成 SOI结构 .扫描电镜、剖面投射电镜、扩展电阻和霍尔测试表明 SOI样品具有较好的结构和电学性能     

用于制备SOI材料的基于硅片键合和双层多孔硅剥离的薄外延硅膜转移技术

采用在阳极化反应时改变电流强度的办法,在高掺杂的P型硅(111)衬底上制备了具有不同多孔度的双层结构多孔硅层.用超高真空电子束蒸发技术在多孔硅表面外延生长了一层高质量的单晶硅膜.在室温下,该外延硅片同另一生长有热二氧化硅的硅片键合在一起,在随后的热处理过程中,键合对可在多孔硅处裂开,从而使外延的单晶硅膜转移到具有二氧化硅的衬底上以形成SOI结构.扫描电镜、剖面投射电镜、扩展电阻和霍尔测试表明SOI样品具有较好的结构和电学性能.