硅外延生長ppt課件(參考版)
2025-05-15 03:18本頁面
【正文】 ELTRAN法的適用范圍最寬 ， 可根據(jù)用戶要求 ， 提供從幾十納米到幾十微米的硅層和埋氧層 。 要獲得厚的硅層 ，必須再進行外延 ， 即采用 ESIMOX法 。 早期該技術只能制備厚硅層材料 ， 后來隨著BE（ Back Etch） Bonding技術和 CMP（ Chemical Mechanical Polishing） 技術的發(fā)展 ， 也可以用于制備極薄的頂層硅（ ） 。 71 72 ELTRAN 73 ELTRAN 74 75 以上 4種制備 SOI材料的方法各有所長 ， 用戶可以根據(jù)不同的材料要求 ， 選擇不同的制備方法 。 Cut 64 65 ? SmartCut技術是一種智能剝離技術 ? 將離子注入技術和硅片鍵合技術結合在一起 ? 解決了鍵合 SOI中硅膜減薄問題 ， 可以獲得均勻性很好的頂層硅膜 ? 硅膜質量接近體硅 。這種方法制得的 硅片頂部硅膜的均勻性相當好，單片厚度偏差和片間偏差可控制在 10nm以內，另外 生產成本也可降低 ，因為不需要昂貴的專用大束流離子注入機和長時間的高溫退火，所以這是一種極有前途的 SOI制備技術。 1% 平均缺陷密度 /cm2 105~104 103~102 樣品表面的粒子數(shù) 注入后 /cm2(粒子大小 ) ＜ ＜ 退火后 /cm2(粒子大小 ) ＜ ＜ SIMOX材料現(xiàn)在的水平和今后的需要 62 ? SIMOX材料： ? 最新趨勢是采用 較小的氧注入劑量 ?顯著改善頂部硅層的質量 ?降低 SIMOX材料的成本 ?低注入劑量 (~ 4?1017/cm2)的埋氧厚度?。?00～ 1000197。 25 SiO2埋層厚度 /um ~ ~ SiO2埋層的均勻性 177。 60 61 各層性能 20世紀 90年代 今后 上層 Si的均勻性 /埃 ＜ 177。 采用 SIMOX技術制備的 頂層 硅膜通常較薄 ，為此，人們采 用在 SIMOX基片上外延的方法來獲得較厚的頂層硅 ，即所謂的ESIMOX（ Epoxy SIMOX）技術 。 54 ? 鍵合 (Bonded)技術優(yōu)缺點： ? 硅膜質量高 ? 埋氧厚度和硅膜厚度可以隨意調整 ? 適合于大功率器件及 MEMS技術 ? 硅膜減薄一直是制約該技術發(fā)展的重要障礙 ? 鍵合要用兩片體硅片制成一片 SOI襯底 ，成本至少是體硅的兩倍 55 56 SDB 57 SIMOX (Separating by Implanting Oxide )氧注入隔離， 是通過 氧離子注入到硅片 ，再 經高溫退火 過程 消除注入缺陷而成 . 58 O2 O2 59 采用 SIMOX技術制備的 硅膜均勻性較好，調整氧離子注入劑量可使厚度控制在 50～ 400nm的范圍。 親水性是指材料表面與水分子之間有較強的親和力 . 通常表現(xiàn)為潔凈固體表面能被水所潤濕 通常認為，鍵合是由吸附在兩個硅片表面上的 OH 在范德瓦爾斯力作用下相互吸引所引起的 在 室溫下 實現(xiàn)的 鍵合 通常 不牢固 ，所以 鍵合后還要進行退火 ，鍵合的強度隨退火溫度的升高而增加。 SOI的結構特點 和 相同條件下的 體硅電路相比， SOI電路的速度可提高 2535%，功耗可下降 2/3 50 SOI技術的挑戰(zhàn) ? SOI材料是 SOI技術的基礎 – SOI技術發(fā)展有賴于 SOI材料的不斷進步，材料是 SOI技術發(fā)展的主要障礙之一 – 這個障礙目前正被逐漸清除 – SOI材料制備 目前最常用的方法： SDB SIMOX SmartCut ELTRAN 51 ? SDB (Silicon Direct Bonding)直接鍵合技術 ? SIMOX (Separating by Implanting Oxide )氧注入隔離 ? Smart Cut智能切割 ? ELTRAN (Epoxy Layer Transfer)外延層轉移 52 SDB(Silicon Direct Bonding)直接鍵合技術 ， 是采用鍵合技術形成 SOI結構的 核心技術之一。 ? SOI和體硅在電路結構上的主要差別在于： 硅基器件或電路制作在外延層上 ， 器件和襯底 直
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