收藏本站
《中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

SOI材料的光学表征和SOI器件射频性能的研究

李文钧  
【摘要】:被誉为“21世纪的硅集成电路技术”的SOI技术,由于其独特的结构特性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SIMOX商品化生产的发展和深入,其质量控制和材料性能表征问题显得尤为重要。本论文从SIMOX生产实际问题出发,建立了针对氧化埋层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—表层硅—粗糙度层—氧化埋层—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、BEMA近似(Si_(1-x)(SiO_2)_x)、柯西多项式得到各层的折射率和消光系数,编程对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分,以此得到过渡区的粗糙度。 SOI材料可成功的应用于微电子的大多数领域,但由于其SiO_2绝缘埋层的自热效应,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ta-C取代SiO_2薄膜来解决。利用真空磁过滤弧沉积的方法在p-Si(100)衬底上沉积了ta-C薄膜。ta-C薄膜的成分可以用sp~3和sp~2键来表示,我们分别采用金刚石和石墨的光学参数通过BEMA近似得到ta-C薄膜的光学参数,然后对ta-C薄膜—半无限大硅衬底结构的椭偏光谱进行了拟合,表征了薄膜的sp~3含量。薄膜厚度和sp~3含量在椭偏光谱的拟合中为独立参数,结果可信。研究表明,较低的衬底偏压有助于形成电绝缘性能良好的ta-C薄膜,且薄膜的sp~3键含量较高。 论文的最后部分研究了SOI基器件的射频特性。SOI技术能大大提高体效应因子,经过分析可以预测全耗尽SOI MOSFET具有更高的g_m/I_D比值、更小的栅电容和噪声、以及优良的亚阈值特性,因此可以认为FD SOI MOSFET具有良好的模拟特性,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SOI基具有损耗小、高Q因子的优势,能够满足射频电路单片集成的要求。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN304

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 钟福如;纳米多孔硅光子器件的研究[D];新疆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 林成鲁,张苗;SOI—二十一世纪的微电子技术[J];功能材料与器件学报;1999年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 林成鲁;SOI技术的新进展[J];半导体技术;2003年09期
2 赵玉龙;赵立波;蒋庄德;;基于SOI技术梁膜结合高过载压阻式加速度计研究[J];传感技术学报;2006年05期
3 林成鲁;SOI技术的新进展[J];功能材料与器件学报;2001年01期
4 范秀强,张正番,刘永光,多新中,张苗,王连卫,林成鲁;十二位SOI/CMOS数模转换器的研制[J];功能材料与器件学报;2002年01期
5 干福熹;信息材料的跨世纪展望[J];世界科技研究与发展;2000年01期
6 戴显英;王琳;杨程;郑若川;张鹤鸣;郝跃;;机械致单轴应变SOI晶圆的制备[J];西安电子科技大学学报;2012年03期
7 张新;王峙卫;高勇;安涛;刘梦新;;SOI器件高温环境实验智能控制系统[J];仪器仪表学报;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 谢欣云;非单一SiO_2埋层的SOI新结构研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
2 林青;SOI器件的物理效应模拟及其抗总剂量辐射加固技术的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
3 丁艳芳;特种SOI材料及相关技术研究[D];华东师范大学;2007年
4 侯阿临;极化聚合物电光调制器的基础研究[D];吉林大学;2007年
5 聂磊;低温圆片键合理论与工艺研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘野;基于SOI材料的微压传感器研究与设计[D];沈阳工业大学;2012年
2 范秀强;CMOS/SOI与铁电存储器(FeRAM)的工艺研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
3 孔荆钟;一种高抗辐射SOI CMOS电脉冲时间间隔测定电路的研究[D];西安理工大学;2003年
4 安正华;SiGe-OI新材料制备及其应用的探索研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
5 吴雁军;SOI材料的制备及纳米空腔吸杂[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
6 杨春;SOI高压集成电路的隔离技术研究[D];电子科技大学;2006年
7 贺威;CMOS/SOI器件和电路的电离辐射效应模拟及实验[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2006年
8 张子澈;DMOS抗辐射关键技术及新结构器件的研究[D];电子科技大学;2007年
9 吴尚德;强流氧离子注入机高温旋转扫描靶的研究[D];湘潭大学;2007年
10 马子文;晶圆低温键合的理论及实验研究[D];华中科技大学;2007年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廉德亮,谢国伟;光电材料多孔硅的多孔度理论计算方程(英文)[J];半导体学报;2001年07期
2 贾霖,王昕,张树霖,李经建,陈泳,刘忠范,蔡生民;不同单晶硅衬底的多孔硅的拉曼和光致发光谱研究[J];半导体学报;1995年04期
3 李东海;胡明;张伟;崔梦;;多孔硅层孔隙率对其热绝缘性能的影响[J];材料导报;2008年07期
4 张庆全,竺士炀,黄宜平;改进的多孔硅生长模型和计算机模拟[J];复旦学报(自然科学版);2003年01期
5 王维彪,金长春,赵海峰,王永珍,殷秀华,范希武,梁静秋,姚劲松;干法刻蚀和湿法刻蚀制备硅微尖的比较[J];发光学报;1998年03期
6 龚孟濂,曾春莲,石建新,黄伟国,谢国伟,郑婉华;掺铕多孔硅的恒电位电解法制备及其光致发光[J];高等学校化学学报;1999年05期
7 解希玲;谭毅;李佳艳;董伟;刘艳娇;邹清川;;腐蚀时间对多孔硅层形貌及多晶硅性能的影响[J];机械工程材料;2011年09期
8 吴昌敏 ,阮丽浓;用红外干涉法测量薄膜厚度[J];光学技术;1985年02期
9 张乐欣;张冉;李志全;;一维多孔硅光子晶体反射特性及制作的理论研究[J];光学技术;2007年04期
10 贾振红;Determination of the effective refractive index of porous silicon/polymer composite films[J];Chinese Optics Letters;2005年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 彭爱华;多孔硅基光电子材料的制备和性能研究[D];兰州大学;2006年
2 李刚;Raman光谱的增强理论与应用技术研究[D];华中师范大学;2007年
3 武祥;ZnO和ZnS一维纳米材料的合成与微观结构[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 杨光;新型多孔硅乙醇气体传感器的研究[D];郑州大学;2005年
2 姜涛;多孔硅的湿度传感特性研究[D];华东师范大学;2007年
3 袁丁;由光辅助电化学刻蚀制备大面积p型硅微通道板[D];华东师范大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 林成鲁,俞跃辉,方子韦,张顺开,倪如山,邹世昌,李金华,P.L.F.Hemment;SIMNI和SIMOX多层结构及其光学性质的研究[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1990年09期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程新利,林志浪,王永进,肖海波,张峰,邹世昌;光通信用厚膜SOI材料的制备与研究[J];功能材料与器件学报;2004年04期
2 ;SOI器件应用展望[J];微电子学;1995年01期
3 于凌宇,冯玉萍;新型高可靠硅集成电路SOI[J];今日电子;2002年01期
4 张新,高勇,王彩琳,邢昆山,安涛;基于SOI材料的兵器微电子技术应用分析[J];兵器材料科学与工程;2005年03期
5 舒学镛,何小乐;薄膜SOI器件和材料的研究和发展方向[J];微电子技术;1994年05期
6 苗伟;基片温度对氧离子注入硅形成SOI材料的影响[J];哈尔滨理工大学学报;2000年05期
7 林成鲁,张顺开,朱文化,邹世昌,李金华,P.L.F.Hemment;离子束合成SOI多层结构的研究[J];微细加工技术;1991年03期
8 林成鲁,李金华,方予韦,邹世昌;氮离子注入形成SOI结构的外延研究[J];半导体学报;1989年06期
9 孙国梁;硅片直接键合制备SOI及高压器件的研究[J];固体电子学研究与进展;1988年04期
10 蔡菊荣;颇具竞争力的SOI硅集成技术(续)[J];电子与封装;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 王翠英;;Pd-TiO_2纳米复合粒子的制备及其光学表征[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
2 熊玉卿;罗崇泰;张浩力;周凯歌;;导电聚合物的制备及其性能研究[A];TFC’09全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2009年
3 罗晏;梁宏;马芙蓉;李晓明;陈如意;夏稷;卢志恒;李映雪;张兴;王阳元;;SIMOX材料制作及其结构、电特性与杂质分析[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李大庆实习生 李绍富;我们终于有了自己的SOI[N];科技日报;2004年
2 ;“863”超大规模集成电路配套材料重大专项进展[N];中国电子报;2004年
3 蒋;第四十八所加快产业化进程[N];中国电子报;2001年
4 苏月琼;半导体 材料 工艺 新突破 [N];中国电子报;2002年
5 李;我国IC关键技术研究通过鉴定[N];中国电子报;2000年
6 邓志杰;全球SOI晶片需求量快速增长[N];中国电子报;2001年
7 本报记者 赵艳秋;硅材料行业:如何托起“中国硅谷”[N];中国电子报;2002年
8 蔚文;硅片市场机遇挑战并存[N];中国工业报;2003年
9 赛迪顾问股份有限公司半导体咨询事业部;硅片市场:机遇挑战共存[N];中国电子报;2003年
10 李积和;大直径硅单晶材料的技术进展[N];科技日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李文钧;SOI材料的光学表征和SOI器件射频性能的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
2 唐衍哲;SOI材料上紧凑结构波导器件及阵列波导光栅器件的研制[D];浙江大学;2004年
3 董业民;图形化SOI技术研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
4 宋朝瑞;AIN、ta-C薄膜制备及其在SOI技术中的应用研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
5 李戎;荧光染料的光学表征及其计算机测配色研究[D];东华大学;2002年
6 多新中;硅中H~+,He~+离子注入引起的物理效应与SOI高加速度传感器的研制[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
7 林青;SOI器件的物理效应模拟及其抗总剂量辐射加固技术的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
8 陈可炜;SIMOX SOI材料红外光学以及电学性能研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
9 王文辉;基于绝缘体上的硅材料的刻蚀光栅式分波合波器研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
10 马哲;一维微纳结构的近场光学表征及应用[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李林;SOI关键参数的光学表征技术——理论研究及工程实用化[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
2 陈方荣;基于SOI材料光通信器件的模拟、设计和制作[D];浙江大学;2004年
3 孟晓华;磁场中的合金凝固行为及光学表征法研究[D];西北工业大学;2006年
4 黎传礼;SOI的电学性能测试以及低功耗SOI DRAM的设计研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
5 唐俊雄;SOI器件及铁电存储器特性研究[D];湘潭大学;2008年
6 郝志华;新型纳米MOS器件工艺与特性研究[D];长春理工大学;2010年
7 李美娟;基于硅线波导的AWG的设计及仿真[D];山东大学;2008年
8 吴雁军;SOI材料的制备及纳米空腔吸杂[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
9 韩晓峰;基于SOI材料的集成可调谐光衰减器的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
10 刘启宇;SOI高压MOS器件击穿特性研究[D];电子科技大学;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026