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
非单一SiO<,2>埋层的SOI新结构研究
姓名:谢欣云
申请学位级别:博士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:林成鲁;刘卫丽
20040212
摘要合我们承担的⒐易匀豢蒲Щ鹣钅康裙胰挝瘢U沽艘詓、技术制备出以/。为双埋层的新结构,其中二氧化硅作为过渡层。在抑制自加直接接触引入的高界面态,首次采用智能剥离技术成功制备出以探索研究新的峁钩晌猄研究领域新的热点。传统峁故且作为绝缘埋层,由于氧化硅的低热导率而使骷缏反嬖谧约尤刃应,在峁怪幸胄碌穆癫愠晌A私饩稣庑┪侍獾挠行揪丁1韭畚慕/疭/等为埋层的新型峁沟炔牧系闹票浮⑿阅芗采用湎咚木а苌湟嵌坎馐訣际踔票傅腟材料的顶层采用超高真空电子束蒸发技术,以为催化剂,成功的在硅和多孔硅衬为减轻传统骷缏返淖约尤刃вΓ状尾捎枚嗫坠柰庋幼R萍际制备出以氮化硅为埋层的陆峁埂2馐越峁砻髦票傅男耂样品具有较好的结构性能,但由于热应力的不匹配,顶层硅与氮化硅界面处有损伤存在。这种新结构的电阻率分布均匀,绝缘埋层具有很好的绝缘性能。为避免顶层/缑娲Υ嬖诘母呓缑嫣晒Φ牟捎枚嗫坠柰庋幼R结果表明制备的样品具有很好的结构性能,顶层硅电阻率分布均匀,绝缘埋层具有很好的绝缘性能。由于二氧化硅过渡层的引入,大大减轻了氮化硅与硅直接接触而引入的缺陷和高界面念。采用软件模拟以/@聿愕腟热效应方面的所表现的优越性。为减少双埋层片的翘曲度及减少这种结构中由于硅衬底与氮化硅/疭H癫鉙陆峁梗渲械牧礁龆趸杪癫憔9刹悖实验结果表明三埋层的结构具有优良的结构性能和电学特性。其应用的研究。获得了以下主要结果:硅应变,分析了ゲ愎栌Ρ洳颉底上生长纳米硅锥阵列,结果表明这些纳米硅锥阵列具有良好的场发射性能。非单一郝癫愕腟新结构研究中圈科学院卜海微系统与信息技术研究所博士学位论文
采用猚技术制各了单晶硅牧希笛榻峁砻鞲媒峁咕哂辛关键词:
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∥∥∥笏魏嬲钐钐黝!洞夭尽÷÷第一章际跤隨新结构猳狪窃诠璨牧嫌牍杓傻缏肪薮蟪晒Φ幕∩出现的、有独特优势的、能突破硅材料与硅集成电路限制的新技术O啾体硅,际蹙哂行矶嘤攀疲缦算潘вΑ⑻岣吡丝狗招阅堋⒏善了短沟道效应以及热载流子效应等。原来它的应用主要局限在军工、航空航天等领域来制作利高温和抗辐照电路。随着票讣际醯姆⒄梗琒园片成本不断降低,特别是裙驹谏逃肧电路制作的关键工艺方面获得突破,使得朊裼贸晌?赡堋M保孀乓贫ㄐ拧⒈始潜镜缒缘便携式电子产品飞速发展,ǔ晌J迪值脱埂⒌凸牡闹髁骷际酢一般峁故且許魑>德癫悖怨枳魑6ゲ愕陌氲继宀牧希样导致了一些不利的因素,限制了其应用范围。为解决这些问题和满足一些特殊器件/电路的要求,探索研究新的峁钩晌猄研究领域的新的热———等】。本章回顾了际醯姆⒄估蹋許材料及其军民领域的应用作了简要介绍,同时概述了牧系闹髁髦票讣际酰晗傅谋ǖ繱新结构研究的新动向及其应用,并给出了本论文工作提要。际踝凼图卜牧系幕窘峁梗绝缘体作为整个衬底;当∧の挥诠璩牡咨点,如..—珿狿非单一癫愕腟新结构研究,狾甀琒琒一籌琒硅中困科学院上海微系统与信息技术研究所博:宦畚
傅氖蔷挡闵系墓瑁浠窘峁谷缤糽一尽4臣傻缏凡用体硅衬底,与之相比,际踉谔骞柚幸刖德癫一般为为器件基片,实现了元器件的绝缘隔离,如图所示。缏返木德层把器件与衬底隔开,减轻了衬底对器件的影响刺逍в,消除或在很大程度上减轻了硅器件的寄生效应,大大提高了电路的性能,工作性能接近理想器件。因此,缏纺艹晒Φ赜τ糜谠诟咚佟⒌脱埂⒌凸摹⒖狗铡而呶碌攘煊颍还噬瞎衔J恰岸皇兰偷墓杓傻缏芳际酢盵。图体硅器件和骷慕峁际醯姆⒄构为了解决体硅电路的体效应以及抗辐照能力差的缺点,年和提出了狾猄的设想。该技术能在一定程度上解决体硅电路存在的难题,但硅与蓝宝石的晶格失配,而且热涨系数相差很大,导致界面态很高,更重要的是蓝宝石衬底价格太昂贵,成本使商业应用难以承受,应用主要局限在军工、航空航天等领域来制作耐高温和抗辐照电路。从八十年代开始,人们把注意力转向了绝缘衬底是的T谡段时间里,牡字票讣际跤邢嗟贝蟮慕梗饕S蠦、等。但依然由于其成本及衬底质量的问题,应用领域没有显著的扩大。进入九十年代后,随着技术的进步,以及技术的出现,某杀静欢舷陆担柿咳找嫣岣撸河氪送币贫ㄐ拧笔记本电脑等便携式电子产品风靡全球,该产品的电池供电方式对电路的驱动电压及功耗都有严格的要求。市场对低压、低功耗电路的需求日益增加,在年,低压、低功耗电路占整个市场的ィ甏锏。