空腔嵌入绝缘体上硅(void embedded silicon on insulator,VESOI)衬底是一种面向新型互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)器件及集成技术的新型SOI衬底材料.当采用离子剥离技术制备该衬底时,由氢气形...空腔嵌入绝缘体上硅(void embedded silicon on insulator,VESOI)衬底是一种面向新型互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)器件及集成技术的新型SOI衬底材料.当采用离子剥离技术制备该衬底时,由氢气形成的板状气泡会聚集在衬底剥离界面,对空腔结构产生挤压作用,并有可能造成空腔结构的破损,因而有必要对VESOI衬底制备过程中的应力机制和工艺稳定性进行深入研究.本文以单个矩形空腔结构为研究对象,借助固支梁理论分析了其在工艺制备过程中的力学状态,并利用有限元工具构建了其三维几何模型.通过应力仿真,找到了该空腔结构的破裂失效原因,并确认了其脆弱位点.结果表明,矩形空腔结构短边长度w、顶硅薄膜厚度t以及氢气泡压力是影响顶硅薄膜应力状态的主要因素.当w/t值超过4—5时,硅薄膜将因应力过大而破裂,破裂位点分布于空腔结构长边方向.通过优化顶层硅厚度t,以及内嵌空腔结构、尺寸,本工作成功制备了符合CMOS产线要求的高质量8 in(1 in=2.54 cm)VESOI衬底.该工作对基于VESOI衬底的集成技术具有较好参考价值.展开更多
采用软件仿真一系列横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Laterally double-diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)结构,为缓解绝缘体上硅(Silicon on insulator,SOI)器件的击穿电压VB和漂移区的比导通电阻Ron.sp之间的矛盾关系,...采用软件仿真一系列横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Laterally double-diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)结构,为缓解绝缘体上硅(Silicon on insulator,SOI)器件的击穿电压VB和漂移区的比导通电阻Ron.sp之间的矛盾关系,提出了一种具有纵向源极场板的双槽SOI新结构。该结构首先采用槽栅结构,以降低比导通电阻Ron.sp;其次,在漂移区内引入SiO_2介质槽,以提高击穿电压VB;最后,在SiO_2介质槽中引入纵向源极场板,进行了电场重塑。通过仿真实验,获得器件表面电场、纵向电场曲线及器件击穿时的电势线和导通时的电流线等。结果表明,新结构的VB较传统LDMOS器件提高了121%,Ron.sp降低了9%,器件优值FOM值达到15.2 MW·cm^(-2)。展开更多
基金Talent Plan Fund of Jilin Provincial Human Resources and Social Security(No.634190874002)Natural Science Foundation of Jilin Province/China(No.20180101223JC)+1 种基金Human Resources and Social Security Talent Plan Fund of Jilin Province(No.634190874002)Natural Science Foundation of Jilin Province(No.20180101223JC)。
文摘采用软件仿真一系列横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Laterally double-diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)结构,为缓解绝缘体上硅(Silicon on insulator,SOI)器件的击穿电压VB和漂移区的比导通电阻Ron.sp之间的矛盾关系,提出了一种具有纵向源极场板的双槽SOI新结构。该结构首先采用槽栅结构,以降低比导通电阻Ron.sp;其次,在漂移区内引入SiO_2介质槽,以提高击穿电压VB;最后,在SiO_2介质槽中引入纵向源极场板,进行了电场重塑。通过仿真实验,获得器件表面电场、纵向电场曲线及器件击穿时的电势线和导通时的电流线等。结果表明,新结构的VB较传统LDMOS器件提高了121%,Ron.sp降低了9%,器件优值FOM值达到15.2 MW·cm^(-2)。
