SOI材料的光學(xué)表征和SOI器件射頻性能的研究.pdf

1、被譽(yù)為"21世紀(jì)的硅集成電路技術(shù)"的SOI技術(shù),由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性而被廣泛應(yīng)用在低壓、低功耗、射頻、高溫、抗輻照集成電路以及光電集成等微電子領(lǐng)域.隨著SIMOX商品化生產(chǎn)的發(fā)展和深入,其質(zhì)量控制和材料性能表征問題顯得尤為重要.該論文從SIMOX生產(chǎn)實(shí)際問題出發(fā),建立了針對(duì)氧化埋層上界面粗糙度無(wú)損橢偏光譜表征方法.首先建立自然氧化層—表層硅—粗糙度層—氧化埋層—半無(wú)限吸收襯底四層光學(xué)分層結(jié)構(gòu),分別用單晶二氧化硅、單晶硅、BEMA近似(S

2、i<,1-x>(SiO<,2>)<,X>)、柯西多項(xiàng)式得到各層的折射率和消光系數(shù),編程對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的橢偏光譜進(jìn)行擬合,得到最優(yōu)的擬合參數(shù)即各層的厚度和過渡層的成分,以此得到過渡區(qū)的粗糙度.SOI材料可成功的應(yīng)用于微電子的大多數(shù)領(lǐng)域,但由于其SiO<,2>絕緣埋層的自熱效應(yīng),使其在高溫高功率器件中的應(yīng)用受到局限.為解決此問題,該文提出采用熱傳導(dǎo)性能較好的ta-C取代SiO<,2>薄膜來(lái)解決.利用真空磁過濾弧沉積的方法在p-Si(100)襯底

3、上沉積了ta-C薄膜.ta-C薄膜的成分可以用sp<'3>和sp<'2>鍵來(lái)表示,我們分別采用金剛石和石墨的光學(xué)參數(shù)通過BEMA近似得到ta-C薄膜的光學(xué)參數(shù),然后對(duì)ta-C薄膜—半無(wú)限大硅襯底結(jié)構(gòu)的橢偏光譜進(jìn)行了擬合,表征薄膜的sp<'3>含量.薄膜厚度和sp<'3>含量在橢偏光譜的擬合中為獨(dú)立參數(shù),結(jié)果可信.研究表明,較低的襯底偏壓有助于形成電絕緣性能良好的ta-C薄膜,且薄膜的sp<'3>鍵含量較高.論文的最后部分研究了SOI基器