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SOI制备中氧离子注入缺陷的控制与研究

作　者: 李逢祥
导　师: 郑国祥；曹雷俊
学　校: 复旦大学
专　业: 材料工程
关键词: SOI SIMOX SIMNOND SMART CUT Cu-PLATING SECCO
分类号: TN305.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 33次
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内容摘要

绝缘材料上的硅(SOI:Silicon On Insulator)同体硅相比,具有降低功耗、提高集成密度、减少工艺步骤、可实现1V以下驱动和提高运行速度等优点。由于绝缘材料优异的隔离性能,速度可提高20-35%；拓宽了器件工作温度范围；有优异的抗辐照性能；还降低了电路的造价。SOI技术实现了“摩尔”图上的跳跃,突破了体硅及其集成电路的物理限制,将逐步取代体硅成为CMOS等的主流技术。作为SOI圆片的最成熟的制作方法---注氧隔离法(SIMOX),已经在生产中广泛的应用,其中最为关键的设备是大能量大剂量大束流氧离子注入机。SIMOX技术运用该种离子注入机进行注入工艺使的注入后的晶格缺陷增加,成为SOI圆片的最大的良率损失因素。本文着重研究了氧离子注入机在SIMOX技术中产生的缺陷,及其表征手段；通过工艺实验,控制注入的能量,剂量,束流和注入温度减少缺陷数量。并得出低剂量会导致明显的针孔缺陷、高能量也会导致针孔数量增多和低温注入缺陷多的实验结果,进而提出针对注入机的改进措施。通过论文工作对注入温度,能量,剂量,束流的合理设置,已经应用于MOS功率器件的制造工艺,并被运用在公司的规模化生产中,取得良好的芯片良率和经济效益。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
第一章前言  6-8
第二章 SOI技术优势以及SOI硅片制造技术简介  8-18
  2.1 SOI技术优势  8-9
  2.2 SOI硅片的制造技术  9-18
    2.2.1 SIMOX硅片制造技术  9-11
    2.2.2 硅片键合技术  11-13
    2.2.3 智能剥离技术(Smart-cut)  13-14
    2.2.4 SIMBOND制造技术  14-18
第三章离子注入原理与IBIS注入机简介及SIMOX和SIMBOND工艺中离子注入机的工艺控制  18-43
  3.1 离子注入原理  18-19
  3.2 离子注入机及IBIS离子注入机介绍  19-37
    3.2.1 离子注入机发展史  19-20
    3.2.2 离子注入机种类及IBIS2000注入机结构简介  20-37
  3.3 IBIS注入机在SIMOX与SIMBOND工艺中的应用以及目前注入机的工艺控制方法  37-42
    3.3.1 IBIS注入机在SIMOX工艺中的应用  37-39
    3.3.2 IBIS注入机在SIMBOND工艺中的应用  39-40
    3.3.3 SIMOX与SIMBOND工艺中的离子注入工艺控制方法  40-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章 SIMOX工艺中离子注入造成的缺陷表征  43-48
  4.1 缺陷表征技术  43-45
  4.2 离子注入的缺陷情况  45-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章离子注入缺陷的控制  48-59
  5.1 引言  48
  5.2 实验方法  48-51
    5.2.1 CuSO_4电镀法  48-50
    5.2.2 SECCO腐蚀法  50-51
  5.3 实验分组结果与分析  51-58
    5.3.1 样品针孔密度与剂量和能量的关系  51-54
    5.3.2 样品针孔密度与离子注入机温度设置和束流设置的关系  54-57
    5.3.3 SIMOX缺陷在注入机控制上的改进措施  57-58
  5.4 本章小结  58-59
第六章总结  59-60
参考文献  60-62
致谢  62-63

SOI制备中氧离子注入缺陷的控制与研究

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