顶层硅 顶层硅 绝缘层 绝缘衬底 硅衬底 (a) (b) ·注氧隔离技术 注氧隔离技术(SIMOX-Seperation by Implantation of Oxygen)是早期较为流行的SOI材料制备技术,曾一度有 望成为超大集成电路应用的主要制备技术之一。SMOX 技术主要是通过向娃圆片注入氧离子,然后在1300度的高 温下进行退火,形成隐埋氧化层。此技术的关键步骤有两 个:高温条件下注入氧离子和超高温的后续退火工艺
• 注氧隔离技术 • 注氧隔离技术(SIMOX-Seperation by Implantation of Oxygen)是早期较为流行的SOI材料制备技术,曾一度有 望成为超大集成电路应用的主要制备技术之一。SIMOX 技术主要是通过向娃圆片注入氧离子,然后在1300度的高 温下进行退火,形成隐埋氧化层。此技术的关键步骤有两 个:高温条件下注入氧离子和超高温的后续退火工艺
O*ions Siticon Siticon SIticon a.高能氧离子注入 b.退火 注氧隔离技术 键合技术 即把一薄硅片键合到绝缘衬底上或者机械衬底上得到SOI材 料。键合技术是利用范德瓦尔力将两片经抛光、氧化及亲水 处理后的硅片在超净环境中进行高温键合,形成SOI结构。 这一技术的挑战是如何减薄一面的硅膜使其达到需要的厚度
键合技术 即把一薄硅片键合到绝缘衬底上或者机械衬底上得到SOI材 料。键合技术是利用范德瓦尔力将两片经抛光、氧化及亲水 处理后的硅片在超净环境中进行高温键合,形成SOI结构。 这一技术的挑战是如何减薄一面的硅膜使其达到需要的厚度
n 抛光/腐蚀 A 表面硅层 + Si 衬底硅 a.健合 b.背腐蚀 键合技术 智能剥离技术(Smart-一Cut) 智能剥离(smart-一cut)技术的原理是利用H+注入硅片中形 成气泡层,将注氢片和另一片支撑片键和(两硅片之间至少 一片的表面要有二氧化硅绝缘层),经适当的热处理,使注 氢片从气泡层完整的剥离,形成SOI结构
智能剥离技术(Smart一Cut) 智能剥离(smart一cut)技术的原理是利用H+注入硅片中形 成气泡层,将注氢片和另一片支撑片键和(两硅片之间至少 一片的表面要有二氧化硅绝缘层),经适当的热处理,使注 氢片从气泡层完整的剥离,形成SOI结构
氢注入 二氧化硅 硅衬底 硅衬底 键合 ↓ 硅衬底 气泡层 二氧化硅 硅衬底 热处理 硅衬底 顶层硅 二氧化硅 硅衬底 智能剥离技术形成SOI的主要工艺步骤
现代MOSFET的发展 Bulk-Si MOSFET Ultra-Thin Body MOSFET Gate Gate Source Drain Source SOI Drain Halo Doping Sio2 TBox Silicon Substrate Silicon Substrate (a) (b) Double-Gate MOSFET “FinFET Gate Gate 1 Source SOI Drain SOI Tox Gate 2 Source Drain SiO2 (c) (d) Schematic diagram showing several advanced MOSFET structures
现代MOSFET的发展