SOICMOS工艺及产品介绍演示幻灯片.ppt

SOI/CMOS工艺及产品介绍概述典型SOI材料主流制备技术SOI器件特性产品介绍概述概述概述SOI材料主流制备方法及其特点2.注氧隔离(SIMOX）技术3.硅片键合SOI技术(BSOI)4.智能剥离SOI技术(Smart-Cut)--特点：1）H+离子注入剂量E16，可用普通的注入机实现2）SOI顶部硅薄膜厚度均匀性好，其厚度可由注入能量来控制3）BOX为热氧化层，质量较好4）剥离后余下的硅片A仍可以以用作键合衬底，大大降低了成本--目前为最具竞争力的技术。其代表公司为SOITECH5.外延层转移SOI技术SOI器件特性SOI器件分类SOI器件分类SOI器件背栅效应SOI器件短沟道效应SOI器件短沟道效应(DIBL)SOI器件窄沟道效应SOI器件浮体效应SOI器件浮体效应3.栅感应漏极泄漏电流（Gate-Induced-Drain-Leakage）1）对于PDSOINMOS而言，当器件处于关态，且栅电压越负，漏电流将越大。这一现象发生的条件是在漏电压较大而栅电压较负，即VDS－VGS足够大，交叠处栅氧中的电场很强，在漏极交叠处的栅氧与硅界面发生能带弯曲甚至反型，从而电子从价带隧穿到导带，产生电子-空穴对，电子迅速流向漏极，引起漏电流的增加。一部分空穴可能注入到中性体区，形成栅感应漏极漏电流。2）对于PDSOI器件，注入到中性体区的空穴会抬高体区电位，也会触发寄生双极晶体管，双极晶体管将对GIDL泄漏电流进一步放大。体区是作为寄生双极晶体管的基区，GIDL泄漏电流是寄生双极晶体管的基区电流。当沟道长度减小，即寄生双极晶体管的基区宽度减小，从而寄生BJT的增益将变大，使GIDL变得更加明显。4.浮体效应的抑制途径1）将体区引出，连接到一个固定电位上，从而控制体电势的变化2）抑制GIDL现象可以抑制寄生双极晶体管效应使GIDL泄漏电流不被放大，这可以采用体接触消除浮体效应或者其他工艺手段抑制双极晶体管增益，同时要采取措施降低交叠区电场，可以采用轻掺杂漏（LDD）结构SOI器件自加热效应SOI器件自加热效应体硅CMOS集成电路中存在着寄生场区MOS管以及PNPN可控硅寄生结构，对于瞬时辐照产生的光电流导致较大的泄漏电流使电路失效甚至锁定烧毁。SOICMOS电路实现了完全的介质隔离，PN结面积减小，不存在体硅中的寄生场区MOS管以及PNPN可控硅寄生结构，辐射光电流也远小于体硅，使SOI电路在抗单粒子事件、瞬时辐射方面有着突出的优势单粒子事件对不同器件的影响（a）SOI；（b）体硅--瞬时辐射效应1.对于SOI器件，由于实现了完全的介质隔离，不存在可控硅结构，而且具有较小的PN结耗尽层体积，因此，辐射产生的光电流比体硅小近三个量级，因而具有很强的抗瞬时辐照能力。2.在SOIMOSFET中存在寄生双极管，会降低器件的抗瞬时辐射能力。辐射产生的光电流会被寄生双极晶体管放大，即使寄生双极晶体管的增益较小，也会增强瞬时辐射效应产生的瞬时电流。由于部分耗尽器件的寄生双极管增益较大，体区的体积较大，辐照时产生的光电流较大，因此，部分耗尽器件的抗瞬时辐射能力比全耗尽器件要差。解决办法就是消除或抑制寄生双极晶体管效应，即采用体接触抑制浮体效应，进而抑制寄生双极晶体管的放大作用。--对于PDSOICMOS的抗辐射应用，必须对浮空体区进行体接触。一方面可以抑制寄生双极晶体管对于单粒子和瞬时辐射产生的寄生电流的放大作用，另一方面采用如H栅结构的体接触可以消除总剂量辐射下的边缘漏电问题以及控制体电势。采用体接触的PDSOICMOS的抗辐射性能将比体区浮空的PDSOICMOS有大幅提高。SOI器件工艺体接触设计--BTS型栅