单轴应变锗带隙特性和电子有效质量计算

应变工程在提升Ge器件性能方面起着重要作用,而能带结构是研究应变Ge电学、光学性质的理论基础．文中通过对角化一个包含自旋轨道相互作用和应变效应的30k·p哈密顿矩阵,得到了单轴应变锗在整个布里渊区内的能带结构．根据能带色散关系,研究了单轴应变锗导带能谷分裂与偏移、纵向和横向电子有效质量、电子态密度有效质量等随应力的变化情况．计算结果表明:在［001］、［111］方向单轴张应力作用下,锗由间接带隙转变成直接带隙; 导带L和Δ能谷纵向、横向电子有效质量并不明显依赖于单轴应力,但沿［111］和［001］方向的单轴压应力可分别使L和Δ能谷态密度有效质量最小,这有利于减小电子散射几率,提升迁移率．     

纵向BCD工艺的设计与功率集成技术研究

随着功率集成电路对高集成度、低功耗等要求不断提高,越来越多的功率模块被集成到一块半导体芯片上,由此BCD工艺应运而生。BCD工艺是一种采用单片集成技术,将双极晶体管Bipolar、互补金属氧化物半导体CMOS逻辑电路以及大功率的双扩散金属氧化物半导体DMOS器件集成在一块芯片上,提高了功率系统的性能。但是由于现有BCD工艺中所集成的功率器件的电极都是从芯片表面引出,导致芯片面积增加、引入更多的寄生效应,并使得高压互连和热设计等问题表现得较为突出。为了解决现有BCD工艺存在的问题,并结合功率集成器件研发需求,通过对纵向功率MOS器件工艺和集成电路工艺的分析与整合,提出了一种纵向BCD工艺,能够同时实现电路和各种纵向结构功率MOS并兼容横向LDMOS器件的一体化集成,既可以从芯片背面引出纵向结构功率MOS漏极,又可以保证集成后的电路和功率器件的良好电气特性。基于该工艺通过仿真优化设计的集成化功率器件导通电阻≤1.5 mΩ·mm2,击穿电压为90 V,兼容的LDMOS器件工作电压也同步达到90 V,最大工作电流为2 A。     

绝缘层上单轴应变硅的应力计算与分析

为了研究晶圆级绝缘体上单轴应变硅的应力分布与应力变化趋势,首先利用绝缘体上硅晶圆在机械弯曲状态下退火的工艺,成功制作了绝缘层上单轴应变硅晶圆,其优点是工艺简单、成本低、应变量高．应用ANSYS仿真软件,重点对不同弯曲半径、不同晶向的机械致绝缘层上单轴应变硅晶圆的应力情况进行了模拟计算．模拟结果表明,应力随弯曲半径的减小而显著增加,且沿弯曲方向的应力最大,适于作为应变互补金属氧化半导体器件的沟道方向,但应力分布的均匀性会随弯曲半径的减小而略有下降．最后利用光纤光栅法对制备的绝缘层上单轴应变硅晶圆的应力分布进行了测量,其结果与ANSYS模拟结果吻合,证明了ANSYS模拟分析的准确性．