【材料課件】第八章半導(dǎo)體電子材料(編輯修改稿)
2025-01-23 09:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 壓 /低功耗器件、抗輻照電路、高溫電子器件、微機械（ MEMS）以及光通信器件等主流商用信息技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢逐漸凸現(xiàn)，被國際上公認為是“二十一世紀的微電子技術(shù)”、“新一代硅”。 SOI是 Silicon－ on－ Insulator的縮寫，稱絕緣硅 ? 隨著芯片特診尺寸跨入納米尺度后，臨近半導(dǎo)體物理器件的極限問題接踵而來，如電容損耗、漏電流增大、噪聲提升、閂鎖效應(yīng)和短溝道效應(yīng)等。 ? 為了克服這些問題， SOI技術(shù)應(yīng)運而生。 ? 作為標(biāo)準 CMOS工藝的一種改進技術(shù)， SOI技術(shù)通過在兩層硅基板之間封入一個絕緣的氧化層 (這與大容量 CMOS工藝技術(shù)恰好相反 )，從而將活躍的晶體管元件相互隔離。 ? SiO2埋層能有效地使電子從一個晶體管門電路流到另一個晶體管門電路，不讓多余的電子滲漏到硅晶圓上。 閂鎖效應(yīng)，又稱寄生 PNPN效應(yīng) ? CMOS管的下面會構(gòu)成多個三極管 , 這些三極管自身就可能構(gòu)成一個電路。這就是 MOS管的寄生三極管效應(yīng)。 ? 如果電路偶爾中出現(xiàn)了能夠使三極管開通的條件 , 這個寄生的電路就會極大的影響正常電路的運作 , 會使原本的 MOS電路承受比正常工作大得多的電流 , 可能使電路迅速的燒毀。 ? 閂鎖效應(yīng)在大線寬的工藝上作用并不明顯 , 而線寬越小 , 寄生三極管的反應(yīng)電壓越低 , 閂鎖效應(yīng)的影響就越明顯。 ? 閂鎖效應(yīng)被稱為繼電子遷移效應(yīng)之后新的“ CPU殺手”。防止 MOS電路設(shè)計中 Latchup效應(yīng)的產(chǎn)生已成為 IC設(shè)計界的重要課題。 ? SOI器件具有寄生電容小、短溝道效應(yīng)小、速度快、集成度高、功耗低、耐高溫、抗輻射等優(yōu)點，越來越受業(yè)界的青睞； ? 世界項級半導(dǎo)體廠商 IBM，英特爾、 TI、飛思卡爾、飛利浦、 AMD、臺積電和三菱等先后采用SOI技術(shù)生產(chǎn)各種 SOI IC。 ? 為此， SOI市場發(fā)展迅速。 SOI結(jié)構(gòu) ? SOI中“工程化的”基板由以下三層構(gòu)成： ? （ 1）薄薄的單晶硅頂層，在其上形成蝕刻電路 ? （ 2）相當(dāng)薄的絕緣二氧化硅中間層 ? （ 3）非常厚的體型襯底硅襯底層，其主要作用是為上面的兩層提供機械支撐。 SOI材料的分類 ? Si/絕緣體結(jié)構(gòu) ? Si/SiO2/Si結(jié)構(gòu) 絕緣體 硅 硅
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