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1、收稿日期： !“#“$#!“； 定稿日期： !“#“%#“ #?A?，B48 C)A?#DA? （!“#$%$,：2*F)A#)A#AEI*D)G；UI*O E*F)A；2.MGD)A /H 4JM*AD.K 3TH?.A；2 AD.?GD)A *# F)A#)A#2MM=G.）技术。然而， 由于发现薄膜 234 532-V7 具有极好的等比例缩小性质， 使得 234 技 术在深亚微米 (B24 中的应用具有极大的吸引力。 最近， 234 技术研究取得了惊人的发展， 已从首次激 光再结晶实验发展到 R532W24536 %! O 2C95 及 4U5 公司推出的基于 234 的代表微电子主流技
2、术的 高速、 低耗微处理器。目前， 234 技术正在走向商业 应用阶段， 特别是应用于低压、 低功耗电路 X B24 的发展， 234 R532 技术在该 领域的潜力更加显示出来。据报道 Z ， 在同样的条 件下， 与体硅电路相比， 24536 电路的速度快 $“， 电 源 功 耗 减 少 1“，芯 片 面 积 减 少 %“；另 外， 234 电路制作技术和工具与标准的硅器件完全 兼容， 且工序减少了 $“。可广泛应用于各种高性 能部件如存储器、 微处理器、 微波通讯设备、 移动电 话等。 !“#寄生电容 目前的 !“#$ 集成电路绝大部分是在体硅衬底 上制造的， 这主要是由于采用切克劳斯直拉
3、或区熔 技术能生产出电子级纯度的硅材料， 且在硅上可生 长高质量的氧化物， 这在锗或化合物半导体上实现 起来是很困难的。 然而， 在体硅上制造的 “#$%） 效应， 或称为可控硅效应， 是体 硅 !“#$ 电路中的一个特有问题。从图 . 所示 !“#$ 的断面结构图上， 可以看到其内部存在纵向 表示 = 阱的电阻， !?表示衬底的电阻， 其它高掺杂区的内阻略而不 记， 那么这些寄生晶体管和 ! 、 ! ?一起便形成了图 0 所示的正反馈电路， 构成了可控硅结构。当电流 放大系数!+!. +， 且两个晶体管的基极9发射极 正向偏置， 闭锁效应即可触发。如果采用 $#, 衬底 （见图 +） ， 由
4、于没有到衬底的电流通道， 闭锁效应的 纵向通路被切断， $#, 电路将具有很好的抗闭锁性。 图 . 体 !“#$ 结构中的寄生晶体管纵向 3;3 和横向 ;3; 双极晶体管 图 0 等效电路 !“$热载流子效应 #% 随着器件集成度的提高、 尺寸的缩小， 如沟道长 度、 结深度及氧化层厚度的减小， 衬底的掺杂浓度增 加， 而电源电压并没有成比例降低， 这使得沟道内的 横向、 纵向电场急剧增加， 载流子 （对 ?、!?ABCD、 $:+ABE:A,:、!,?=F、8,:FA 和 G 等公司商业化。 %“: A6 BA79 C6D E6CA9F GH=“ 679A:U )2/!5 ./ Q !“#
5、$ F9A 9779K 6I 9 A;959，899I2 ( !9EI 82= C6DE6CA9F，C6D6D7 5A5C .)!6CAA：!DDD :6A5C .N$AA：!DDD A5C .MY9 $，$P C C9K7: 6W :8 -444 4C? XAA，.LLL；N) （(） ： “ .LM.L/ 作者简介： 伍志刚 （.L/） ， 男， 硕士研究生， 感兴趣的方向有： 视频信 号处理、 专用集成电路 （=$-!） 设计及数字 SX$- “ # 设计。 消息 微电子学 被俄罗斯 文摘杂志 正式收录 本刊讯N) 年岁末，微电子学 编辑部收到俄罗斯 文摘杂志 的通知， 称 微电子学 已
6、被 文摘杂 志 正式收录。 作为世界六大重要检索系统之一的俄罗斯 文摘杂志 是由全俄科学技术情报所编辑出版的一套完整的 综合性检索刊物， 它收录约 T) 个国家和地区共 / 种文字出版的 N2N 万种期刊和 / 千多种连续出版物， 每年 还收录 . 万多种图书， .N 万件专利及科技报告、 会议文献、 各种标准， 收录内容遍及自然科学、 应用科学和工 业经济。 作为世界著名的检索系统，文摘杂志 对入选期刊的学术水平、 语言、 覆盖范围、 刊物的知名度、 报道周 期和准期率等， 均有严格的要求。 文摘杂志 正式将 微电子学 列为收录的源期刊， 是对 微电子学 期刊质量的肯定， 同时， 也向我们提
7、 出了更高的要求。我们决心再接再励， 继续提高期刊质量， 不断加强本刊在国内、 国际的交流， 提高期刊的影 响力， 为 微电子学 走向世界而努力奋斗。 SOI技术 21世纪的硅集成技术SOI技术 21世纪的硅集成技术 作者：伍志刚， 凌荣堂 作者单位：中国科学院 电子学研究所, 刊名： 微电子学 英文刊名：MICROELECTRONICS 年，卷(期)：2001，31(1) 被引用次数：9次 参考文献(14条)参考文献(14条) 1.Eimori J.Oashi T Approaches to extra low volt age DRAM operation by SOI-DRAM 1998
8、(05) 2.Fuse T.Oowaki Y 0.5 V SOI CMOS pass-gate logic 1996 3.Yamaguchi Y.Ishibashi A A high-speed 0.6- m 16 k CMOS gate array on a thin SIMOX film 1993 4.Huang B Y.Racanelli M SOI technology for low- power applications 5.Caviglia A L.Potter R C.West L J Microwave p erformance of SOI n-MOSFETs and co
9、planar wave guides 1991(01) 6.Colinge J P.Chen J A low-voltage,low-power microwave SOI MOSFET 1996 7.Eggert D.Huebler P A SOI-RF-CMOS technology on high-resistivity SIMOX substrates for microwave applications up to 5 GHz 1997 8.Massengill L W.Kerns D V Single-event charge enhancement in SOI devices
10、1990 9.SIMOX SOI Advantages 10.Colinge J P Silicon-On-Insulator Technolog y-Materials for VLSI 1991 11.SOI Group 12.Simulation of a 0.18 m SI SOI n-MOSFET 13.CMOS: From Bulk to SOI 14.Pae S.Su T.Denton J P Multiple layers of silicon-on-insulator islands fabrication by selective epitaxial growth 1999
11、(05) 相似文献(10条)相似文献(10条) 1.会议论文 刘宏伟.梁新刚 体硅,SOI和DSOI MOSFET的热分析 2001 本文简单介绍了DSOI技术,并提出了体硅,SOI及DSOI MOSFET的热阻模型.进而对体硅,SOI MOSFET器件,特别是DSOI MOSFET的热学特性进行数值计算,比 较其计算结果并做出相应的分析. 2.学位论文 赵玉玺 基于BSIMSOI3的SOI器件模型参数提取研究 2007 SOI器件较体硅器件更适合高速低功耗的设计需求，同时表现出更好的尺寸缩小特性，因此作为体硅工艺的替代技术得到了相当的发展，其中SOI标准 器件模型BSIMSOI的建立和成熟便
12、保证和推动了SOI技术的广泛应用。 但是相应的模型参数提取却由于SOI中引入了新的特性和机制而不能直接采用已较成熟和固定的BSIM3v3参数提取流程和方法，尤其是SOI器件中体电流 对器件性能不可忽略的影响和复杂的机制给参数提取工作带来了不小的困难。本文便是以BSIMSOI为器件模型对部分耗尽(PD)器件参数提取策略和方法所作 的研究。 首先，根据参数提取需要设计了相应的测试结构，其中包括DC测试结构、AC测试结构和验证结构。 其次，为进行可靠测量对测试环境进行了必要的调试和配置，并根据参数提取的需要制定了相应的测量方案。 针对BSIMSOI中体电流与源漏电流间复杂的相关性，提出了先分离体电流
13、成分进行相关参数提取，再处理本征MOSFET电流基本参数，最后对碰撞电离电 流相关参数进行提取和优化的策略。这样，不仅有效地解决了体电流与本征MOSFET 电流间的相关性带来的提取困难和优化的计算复杂性，也使现有 BSIM3v3中对本征MOSFET电流相关参数的提取、优化方法在略作改动后得以重用。 而对于体电流成分的分离和提取，本文则提出了一种具有物理意义的方法从而得以有效、可靠、清晰地对二极管电流和寄生BJT 电流相关参数进行提 取。 最后，对得到的参数进行了必要的单管验证和电路验证。其中前者既保证了单管级别的参数正确，也表明了提取策略和方法的有效；后者则进一步简 单验证了所得参数在电路方针
14、其中必要的收敛性。 总之，本文的研究工作建立起了基本的器件模型参数提取流程，形成了有效的BSIMSOI参数提取策略和方法。 3.期刊论文 林羲.董业民.何平.陈猛.王曦.田立林.李志坚 DSOI,SOI和体硅MOSFET的特性测量比较 -清华大学学报 (自然科学版)2003,43(7) 严重的自热效应和浮体效应是绝缘体上硅(SOI)器件的主要缺点.绝缘体上漏源(DSOI)结构的提出就是为了抑制SOI器件中的这两种效应.为了实现 DSOI器件结构并且研究DSOI器件的特性,和SOI器件与体硅器件进行对比,采用新型的局域注氧工艺成功地在同一管芯上制作了DSOI、体硅和SOI 3种结构的 器件.通过
15、对3种结构器件的电学特性和热学特性的测量比较,证明了DSOI器件成功地抑制了浮体效应,并且大大降低了自热效应.由于DSOI器件漏、源区下方 埋氧层的存在,在消除了SOI器件严重的自热效应和浮体效应的同时,保持了SOI器件相对体硅器件的电学特性优势.DSOI器件成功地结合了SOI器件和体硅器 件的优点,并且克服了两者的缺点,是一种很有希望的高速低功耗新器件. 4.学位论文 刘宏伟 体硅、SOI及DSOI MOSFET的热分析 2002 该文通过数值模拟得到了体硅,SOI及DSOI MOSFET内部的温度场,进而分析了三种器件结构的热量产生和散热特性.该文研究工作主要包括两个部分:第 一部分,该文
16、在等效电路模型的基础上,对体硅、SOI和DSOI MOSFET内部温度场进行了数值模拟,定量地给出了上述三种器件内部的温度场,定性地分析了它 们的散热效果和应用前景.第二部分,在半导体电学方程的基础上,通过简化得到了用于数值模拟的器件级数学模型,通过数值模拟获得了各种电学参数的详 细分布,并且结合简化热阻模型,对体硅,SOI及DSOI MOSFET的温度场进行了器件级数值模拟. 5.期刊论文 曾云.滕涛.晏敏.高云.尚玉全 基于SOI的双极场效应晶体管 -微细加工技术2004,“(4) 在分析了双极型晶体管和场效应晶体管各自的特点和不足后,介绍了一种既具有双极型晶体管较大电流容量和功率输出,又
17、具有场效应晶体管高输入阻 抗的电子器件-双极MOS场效应晶体管(BJMOSFET),同时指出体硅BJMOSFET的阳极扩散区与衬底之间存在较大的漏电流,可产生较大的寄生效应.提出了一种 新型固体电子器件-基于SOI的BJMOSFET,分析了其工作原理.与体硅BJMOSFET比较,由于SOI技术完整的介质隔离避免了体硅器件中存在的大部分寄生效应 ,使基于SOI的BJMOSFET在体效应、热载流子效应、寄生电容、短沟道效应和闩锁效应等方面具有更优良的特性. 6.学位论文 潘培勇 抗辐照高性能静态随机存取储器技术研究 2007 SOI电路与传统的体硅电路比较起来，具有高速、低压、低功耗、抗辐照、耐高
18、温等优点，特别在抗辐照加同电路中SOI的全介质隔离技术具有天然优 势。随着移动通信、手提电脑等便携式电子产品的发展，集成电路在功耗和体积方面的要求越来越高，SOI将成为实现低压、低功耗的主流技术。在半导体 产业的大家族中，静态随机存取存储器(SRAM)由于其广泛的应用而倍受重视，由于其自身的低功耗和高速度的优势而成为半导体存储器中不可或缺的一类 重要产品。由于SOI技术本身具有良好的抗辐照性能和较小的寄生电容，在静态随机存取存储器(SRAM)中得到广泛应用，采用SOI CMOS工艺比采用传统体硅 CMOS工艺做成的SRAM在周期时间和总体性能分别提高了20和30左右1。 本文共分为五章。第一章
19、绪论简单叙述了本文课题的米源，简单介绍了SOI技术及SRAM的基本概念。第二章介绍了SOI MOS器件特性，包括SOI器件的背 栅效应、短沟道效应、Kink效应、寄生双极品体管效应、自加热效应及抗辐射特性。第三章介绍了SOI主要材料制备方法及耗尽型SOIMOSFET器什浮体效应 的抑制方法。第四章介绍了CMOS/SOI SRAM电路和版图设计，对SOI SRAM各单元电路进行了研究、设计，重点对地址变化探测器电路(ATD)进行了详细的分 析、研究；设计了一款基于SOI CMOS工艺的2K位(2568)的异步静态随机存取存储器。第五章对论文进行总结。 7.期刊论文 刘宏伟.梁新刚 单管体硅,SO
20、I及DSOI MOSFET热分析 -工程热物理学报2002,23(4) 本文简单介绍了SOI和DSOI半导体器件制造技术,并提出了单管体硅,SOI及DSOI MOSFET的热阻模型.进而对体硅,SOI MOSFET器件,特别是DSOI MOSFET的 热学特性进行数值计算,比较并分析了其数值计算结果. 8.学位论文 黎传礼 SOI的电学性能测试以及低功耗SOI DRAM的设计研究 2002 该论文的主要工作分为三个部分.第一个部分总结了SOI技术的发展历程,发展趋势及其所面临的巨大挑战.在这一部分中,重点总结了SOI技术相对于传 统的体硅技术来说的优越性,SOI材料制备的方法流程,SOI新型器
21、件的特性和工艺,以及SOI技术在抗辐照、耐高温、高速、低功耗、低压等领域内的应用及 进展.第二部分我们对高性能低功耗SOI DRAM结构的设计进行了研究,设计了一个低压低功耗SOI DRAM阵列模型,介绍了我们的DRAM的逻辑结构设计,存储单 元设计,存储器阵列的设计,及读/写电路等外围电路的设计.完成了存储阵列,控制电路,外围电路的时序设计,原理图设计,版图设计,并且通过了DRC,LVS检 查.同时我们针对我们的电路和特定的器件进行了模拟仿真.我们分析了SOI技术应用到我们的SOI DRAM电路上所能获得的优点,并且把我们针对设计的电路 和传统的体硅电路进行了对比.第三部分,我们对SOI材料
22、器件的电学性能测试进行了深入的研究.针对SOI材料与传统的体硅材料在结构上的不同,我们分别 用三种不同的电学性能测试模型来进行SOI材料的电学表征. 9.学位论文 肖韩 适合于射频应用的新结构场效应晶体管的研究 2008 随着射频集成电路(RFIC)技术的发展，无线通讯市场快速增长，人们对高性能的射频器件的需求越来也大。CMOS技术以其成本低廉，工艺简单，易于 与外围电路实现系统集成等优势，在射频集成电路设计中备受关注。近年来，随着CMOS器件的特征尺寸持续缩小，其射频性能显著提高，已经能够和传统 的射频器件如BJT，BiCMOS，HEMT等相比拟，满足射频电路的应用要求。射频CMOS技术逐步
23、取代传统的射频器件的应用领域，成为未来技术的主流。不过 ，随着CMOS器件尺寸的不断减小，现在主流的射频器件结构-体硅结构和SOI结构面临着严重挑战。此外，射频CMOS技术难以制备耐高压的功率器件，实现 出高性能的集成功率放大器。本论文工作围绕能够解决这些问题的新结构射频MOS晶体管的性能研究和制备展开。 随着器件尺寸的持续减小，体硅结构和SOI结构面临着严重的挑战。本论文提出了一种新型的单栅结构，称为准SOI结构。该结构既保持了SOI器件中源 漏寄生结电容小、结泄漏通路被截断、解决闩锁效应等优势，又解决了UTBSOI器件中自热效应、源漏寄生电阻大等问题。器件仿真表明，准SOI器件比 UTBS
24、OI器件具有更好直流性能和射频性能，可以作为一种更优的单栅结构在逻辑电路和射频电路中应用。 本论文中提出了一种与CMOS工艺完全兼容的办法，并成功制备出了亚100nm的准SOI器件结构，获得了很好的短沟性能。实验验证了该结构的短沟效应 抑制能力。进一步，针对该方法制备的准SOI器件存在寄生电阻比较大的问题，提出了两种采用外延工艺制备准SOI器件的方法进行改进。 双栅结构具有更好的栅长缩小能力，被视为未来技术的最终解决方案之一。不过，现有研究对双栅结构的射频性能研究很少。本论文通过与UTBSOI器 件的仿真对比，研究双栅器件取代单栅器件在射频应用方面的优势，并研究了双栅结构的关键参数-体区厚度，
25、侧墙区域长度以及源漏抬升区的厚度针对射 频应用的优化，以及这些参数的波动对射频性能的影响，从而找到影响射频性能的关键参数，给参数的选择和优化设计指明了方向。 针对现在的射频CMOS器件工作电压比较低，很难满足高性能的射频功率电路的要求，本论文中提出了一种新型的LDMOS结构，以改善LDMOS结构中的电 场分布，降低漂移区中的峰值电场，提高器件的击穿电压。提出了一种采用标准CMOS工艺制备新型LDMOS器件的办法。通过版图设计，采用SMIC0.18um标准 CMOS工艺，成功的制备出来了RFLDMOS器件，得到了击穿电压为15V、ft和fmax分别为18GHz和22GHz、具有很好的可靠性的LD
26、MOS器件。这样的性能可以满足 5G以下集成的RF功率放大器的要求。这为采用标准的CMOS工艺生产高性能、低成本的射频PA提供了一条有效途径，并让CMOS技术实现集成射频收发机系统 成为可能，具有广阔的应用前景。 10.会议论文 张书玉.张维连.索开南.张生才.姚素英 SOI材料的发展动态 由于SOI材料具有自隔离,体漏电小,寄生电容小,抗辐射,无体硅闩锁效应等特点,被公认是21世纪替代体硅的新型信息材料.本文主要简要地介绍了 SOI材料的主要性能特点以及国内外SOI材料制备的几种主要方法.并指出Smart-cutSOI技术集SIMOX技术和BESOI技术的优点于一体. 引证文献(9条)引证文
27、献(9条) 1.戴广豪.李文杰.王生荣.李竞春.杨谟华 基于SOI结构的SiGe HBT频率特性研究期刊论文-微电子学 2006(4) 2.杨春 SOI高压集成电路的隔离技术研究学位论文硕士 2006 3.王立峰 一种新型集成静电场微型传感器的研究学位论文硕士 2006 4.张书玉.张维连.张生才.姚素英 SOI高温压力传感器的研究现状期刊论文-河北工业大学学报 2005(2) 5.程新利 厚膜SOI材料和SiGeOI材料制备研究学位论文博士 2005 6.陈志君 SGOI材料的SIMOX制备技术研究学位论文博士 2005 7.曾云.滕涛.晏敏.高云.尚玉全 基于SOI的双极场效应晶体管期刊论文-微细加工技术 2004(4) 8.孔荆钟.张新.高勇.安涛 一种SOI CMOS电脉冲时间间隔测定电路的研制期刊论文-微电子学 2003(4) 9.于宗光 微电子技术发展方向及交叉学科期刊论文-集成电路应用 2002(3) 本文链接：http:/ 授权使用：黄小强(wfxadz)，授权号：487cf5be-54a7-4d90-bcb6-9e0d014c0861 下载时间：2010年10月12日