文档介绍：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
博士学位论文
SOI材料的光学表征和SOI器件射频性能的研究
姓名:李文钧
申请学位级别:博士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:俞跃辉
20040701
摘要上界面粗糙度无损椭偏光谱表征方法。首先建立自然氧化层一表层硅一粗糙度层一氧化埋层一半无限吸收衬底四层光学分层结构,分别用单晶二氧化硅、单晶硅、法在畇衬底上沉积了薄膜。薄膜的成分可以用蛃键的光学参数,然后对薄膜一半无限大硅衬底结构的椭偏光谱进行了拟合,被誉为“世纪的硅集成电路技术”的际酰捎谄涠捞氐慕峁固匦而被广泛应用在低压、低功耗、射频、高温、抗辐照集成电路以及光电集成等微电子领域。随着唐坊姆⒄购蜕钊耄渲柿靠刂坪筒牧闲阅鼙碚近似。⒖挛鞫嘞钍降玫礁鞑愕恼凵渎屎拖庀凳喑潭分,以此得到过渡区的粗糙度。自热效应,使其在高温高功率器件中的应用受到局限。为解决此问题,本文提出采用热传导性能较好的.〈鶶∧だ唇饩觥@谜婵沾殴嘶〕粱姆论文的最后部分研究了骷纳淦堤匦浴技术能大大提高体效应具有更高的Γ绫戎怠⒏〉的模拟特性,在射频集成电路应用具有良好的前景。通过研究传输线和螺旋电感的射频特性发现高阻哂兴鸷男⒏逹因子的优势,能够满足射频电路单问题显得尤为重要。本论文从导饰侍獬龇ⅲ⒘苏攵匝趸癫实验测得的椭偏光谱进行拟合,得到最优的拟合参数即各层的厚度和过渡层的成牧峡沙晒Φ挠τ糜谖⒌缱拥拇蠖嗍煊颍捎谄銼德癫愕来表示,我们分别采用金刚石和石墨的光学参数通过近似得到薄膜表征了薄膜的俊1∧ず穸群蛃含量在椭偏光谱的拟合中为独立参数,结果可信。研究表明,较低的村底偏压有助于形成电绝缘性能良好的薄膜,且薄膜的拷细摺因子,经过分析可以预测全耗尽栅电容和噪声、以及优良的亚闽值特性,因此可以认为片集成的要求。具有良好
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第一章概论就是绝缘体上的硅。它是一种在硅材料与硅集成电路巨大成功的基础上出现的、有独特优势、能突破硅材料与硅集成电路限制的新技术的基本结构如图所示。的优越性体现在以下几个方面●降低功耗:最高可达%:●提高集成密度:’%:●减少工艺步骤:“%;●低驱动电压:可实现●提高运行速度:在相同的驱动电压下,速度可提高‘%●拓宽温度范围:~旷罡呖纱%;●优异的抗辐照性能,减小软误差倍:●降低电路造价。因此,际踉谝贫ㄑ丁⒈始潜镜缒浴⒏咚俚凸南低如超高速计算机、工作站等⑵捣苫缱酉低场⒋娲⑵鳌⒖占浞尚衅鞯染蠖嗍傻缏上有广阔的应用背景。际跏迪至恕澳Χ蓖忌系奶荆黄屏颂骞杓捌浼成电路的限制,将逐步取代体硅成为獻等的主流技术,被国际上公认为是“二十一世纪的硅集成电路技术”牧贤骞柘啾龋苡行Ъ跣∑骷崦婊佣跣〗岬缛荨技术韵虑牧系幕窘峁梗绝缘体为整个衬底;堤逦挥诠璩牡咨稀图第一章概论
⒑娇蘸教斓燃偈煊虮挥米际醯姆⒄垢趴在绝缘衬底上的硅层上制作半导体器件的想法已经提出了几十年。早在年,诰嫡こ⌒в专利中提出了一个三端器件吹铰┑牡缌饔烧さ绯】刂疲び肫骷钠溆嗖糠质堑缇档模钩善骷的有源部分是沉积在绝缘体上的半导体薄膜。由于当时的技术无法实现正常工作的骷婧笥捎谒ḿň骞艿某鱿忠约疤骞鐼谖⒌缱友Я煊虻广泛应用,际跬耆ū谎诟橇恕为了解决体硅电路的体效应和抗辐照能力差的缺点,上世纪六十年初,蚐岢隽嗽诶侗κ仙す枘的想法5枪栌肜侗κ木Ц衿ヅ涠群懿睿扰蛘拖凳嗖詈芏啵率苟层硅的质量很差,绝缘层的界面态多。虽然解决了体硅电路的体效应问题,由于高温器件和抗辐照器件,没有实现大规模的推广。但是魑猄材料的一个分支在不停的向前发展,目前已经成为一种成熟的技术。在际醴⒄沟耐保很多学者也在努力尝试着用在其他异质绝缘体上生长硅层的方法制备牧稀如在立方晶系的二氧化锆、尖晶石上生长硅层等方法—5遣牧媳旧淼闹量问题以及难以和体硅工艺兼容等原因限制了它们的应用。由于N3牡椎材料可以和体硅工艺兼容,从上世纪年代开始,人们把注意力转向了以N3牡椎腟研究。其中主要有区熔再结晶⒓虾捅趁娓、注氧隔离确椒āT谘芯縎:为衬底的牧系耐保谏璞阜矫嬉灿辛撕艽蟮母慕吞岣撸筍材料的质量大幅度提高,成本大幅度降低。近凡年来,在笔记本电脑、移动电话等便携式系统、高速宽带信息网络以及微小卫星飞速发展的推动下,低压、低功耗电路正成为集成电路的主要发展方向。为了使功耗降低两个数量级,仅靠电路设计是达不到要求的,因此际醭晌解决便携式系统“功耗危视”的一种关键技术。便携式移动通信的迅速发展将会给际醮次尴薜纳袒第一章概论
年曰,美国驹谂υ糆宣布在世界上首次利用ひ蘸蚐技术成功地研制出了高速、低功耗、高可靠的微电子主流产品微处理器等高性能芯片。紧接着,约拔夜醒氲缡犹ㄐ挛联播、《中国科学报》、《中国计算机报》等作了报道。恼庖怀