多孔硅外延层转移制备soi材料的研究
SOI的简介及其制备技术
题目(中) SOI的简介及其制备技术(英) The introduction and preparation technology SOI姓名与学号指导教师 _年级与专业所在学院SOI的简介及其制备技术[摘要]SOI材料被誉为“二十一世纪硅集成电路技术”的基础，他可以消除或者减轻体硅中的体效应、寄生效应以及小尺寸效应等，在超大规模集成电路、光电子等领域有广阔的应用前景。
介绍了主要隔离、智能隔离、硅片玻璃以及外延层转移等集中主要的制备SOI材料的方法以及近期相关的研究成果。
本文将以初学者为对象，简单地介绍SOI极其制备技术。
[关键词] SOI 硅材料多孔硅多晶硅键合技术[正文]SOI简介SOI，全称：Silicon-On-Insulator，即绝缘衬底上的硅，也称为绝缘体上的硅。
SOI技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层，是一种具有独特的“Si／绝缘层／Si”三层结构的新型硅基半导体材料。
它通过绝缘埋层（通常）实现了器件和衬底的全介质隔离。
为SiO2下面就SOI的发展、优点、分类以及发展前景进行简单介绍。
虽然SOI技术出现了很久，但是取得突破性进展是在20世纪80年代后期。
以SOI材料具有了体硅等其他硅材料所无法比拟的优点：1）速度高----全耗尽SOI器件具有迁移率高、跨导大、寄生电容小等优点使SOI CMOS 具有极高的速度特性。
2）功耗低----全耗尽SOI器件漏电流小，静态功耗小；结电容与连线电容均很小，动态功耗小。
3）集成密度高----SOI采用介质隔离，不需要制备体硅CMOS电路的阱等复杂隔离工艺，器件最小间隔仅取决于光刻和刻蚀技术的限制。
4）成本低----SOI技术除了衬底材料成本高于硅材料外，其他成本均低于体硅。
SOI CMOS 的制造工艺比体硅至少少3块掩模板，减少13~20%的工序。
5）抗辐照特性好---全介质隔离结构，彻底消除体硅电路中的闩锁效应。
且具有极小的结面积，因此具有非常好的抗软失效，瞬时辐照和单粒子翻转能力。
浅谈-SOI技术及其优点与应用分析
浅谈SOI技术及其优点与应用（李元凯西安电子科技大学710126)摘要：与体硅材料和器件相比，SOI具有许多的优点。
比如高速度、低功耗、低软错误、抗闭锁效应、与现有的硅工艺兼容等，因此被称为二十一世纪的微电子技术.SOI技术也越来越受到业界的关注。
本文综述了SOI技术及其优点与应用。
关键词:SOI(Silicon —on—insulator）寄生电容闭锁效应SIMOX技术BESOI技术Smart—Cut技术ELTRAN技术1、前言集成电路发展到目前极大规模的纳米技术时代，要进一步提高芯片的集成度和运行速度, 现有的体硅材料和工艺正接近它们的物理极限, 在进一步减小集成电路的特征尺寸方面遇到了严峻的挑战, 必须在材料和工艺上有新的重大突破。
目前在材料方面重点推动的绝缘体上的硅(SOI ，Silicon—on- insulator）等, 被业界公认为纳米技术时代取代现有单晶硅材料的解决方案之一,是维持Moore 定律走势的一大利器。
图1 为国际上SOI材料头号供应商—- 法国Soitec 公司给出的先进材料的发展路线图。
SOI、绝缘体上应变硅(sSOI）和绝缘体上锗（GOI）将成为纳米尺度极大规模集成电路的高端衬底材料。
2、什么是SOI?SOI(Silicon-On-Insulator）指的是绝缘衬底上的硅。
SOI技术被国际上公认为“二十一世纪的硅基础电路技术”。
它是一种在硅材料与硅集成电路的巨大基础上出现的、有独特优势的、能突破硅材料与硅集成电路限制的新技术。
SOI的基本结构如图2所示：图2：(a）绝缘体作为衬底(b)绝缘薄膜位于绝缘体上3、SOI技术的优点SOI是一种具有独特的“Si/ 绝缘层/Si”三层结构的新型硅基半导体材料.它通过绝缘埋层( 通常为SiO2) 实现了器件和衬底的全介质隔离，在器件性能上具有以下优点:1) 减小了寄生电容, 提高了运行速度。
与体硅材料相比，SOI 器件的运行速度提高了20- 35％；2）具有更低的功耗。
光电材料多孔硅的多孔度理论计算方程(英文)
光电材料多孔硅的多孔度理论计算方程(英文)
廉德亮;谢国伟
【期刊名称】《半导体学报：英文版》
【年(卷),期】2001(22)7
【摘要】在制备多孔硅材料时 ,多孔硅的多孔度和厚度与电解电流强度、电解时间以及氢氟酸的浓度有关 .如果氢氟酸的浓度保持不变 ,通过改变电解时间和电解电流强度就可以得到所需多孔硅的多孔度及厚度 .但现在一般都通过测量设备来重复测量多孔硅的多孔度及厚度 ,特别是多层多孔硅 ,很难严格控制其厚度 .为此 ,通过对多孔硅中载流子运动的研究 ,结合 BET方程中的 SBET定义 ,推导出多孔硅的多孔度、电解速度和电解电流强度之间的关系表达式 .通过该理论公式 ,就可以保证精确得到多孔硅的多孔度及厚度 .
【总页数】4页(P817-820)
【关键词】多孔度;多孔硅;发光强度;光电材料
【作者】廉德亮;谢国伟
【作者单位】深圳大学信息工程学院EDA中心;香港浸会大学物理系
【正文语种】中文
【中图分类】TN304.12
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1.纳米多孔硅复合材料爆炸反应的实验与理论研究 [J], 郁卫飞;黄辉;聂福德;黄亨建;李海波;张胜涛;黎学明;陶长元
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4.用于制备SOI材料的基于硅片键合和双层多孔硅剥离的薄外延硅膜转移技术(英文) [J], 竺士炀;李爱珍;黄宜平
5.多孔硅与有机发光材料复合的光电特性 [J], 赵毅;夏明哲;杨德仁;周成瑶;阙端麟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SOI的简介及其制备技术
题目(中) SOI的简介及其制备技术(英) The introduction and preparation technology SOI姓名与学号指导教师 _年级与专业所在学院SOI的简介及其制备技术[摘要]SOI材料被誉为“二十一世纪硅集成电路技术”的基础，他可以消除或者减轻体硅中的体效应、寄生效应以及小尺寸效应等，在超大规模集成电路、光电子等领域有广阔的应用前景。
介绍了主要隔离、智能隔离、硅片玻璃以及外延层转移等集中主要的制备SOI材料的方法以及近期相关的研究成果。
本文将以初学者为对象，简单地介绍SOI极其制备技术。
[关键词] SOI 硅材料多孔硅多晶硅键合技术[正文]SOI简介SOI，全称：Silicon-On-Insulator，即绝缘衬底上的硅，也称为绝缘体上的硅。
SOI技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层，是一种具有独特的“Si／绝缘层／Si”三层结构的新型硅基半导体材料。
它通过绝缘埋层（通常）实现了器件和衬底的全介质隔离。
为SiO2下面就SOI的发展、优点、分类以及发展前景进行简单介绍。
虽然SOI技术出现了很久，但是取得突破性进展是在20世纪80年代后期。
以SOI材料具有了体硅等其他硅材料所无法比拟的优点：1）速度高----全耗尽SOI器件具有迁移率高、跨导大、寄生电容小等优点使SOI CMOS 具有极高的速度特性。
2）功耗低----全耗尽SOI器件漏电流小，静态功耗小；结电容与连线电容均很小，动态功耗小。
3）集成密度高----SOI采用介质隔离，不需要制备体硅CMOS电路的阱等复杂隔离工艺，器件最小间隔仅取决于光刻和刻蚀技术的限制。
4）成本低----SOI技术除了衬底材料成本高于硅材料外，其他成本均低于体硅。
SOI CMOS 的制造工艺比体硅至少少3块掩模板，减少13~20%的工序。
5）抗辐照特性好---全介质隔离结构，彻底消除体硅电路中的闩锁效应。
且具有极小的结面积，因此具有非常好的抗软失效，瞬时辐照和单粒子翻转能力。
半导体材料第5章硅外延生长课后答案
第五章硅外延生长1、解释名词：①*自掺杂：外延生长时由衬底、基座和系统等带来的杂质进入到外延层中的非人为控制的掺杂称为自掺杂。
②外扩散：在外延生长中，由于是在高温条件下进行的，衬底中的杂质会扩散进入外延层致使外延层和衬底之间界面处的杂质浓度梯度变平的现象。
③外延夹层：外延层和衬底界面附近出现的高阻层或反形层。
④双掺杂技术：在外延生长或扩散时，同时引入两种杂质。
因为原子半径不同而产生的应变正好相反。
当两种杂质原子掺入比例适当时，可以使应力互相得到补偿，减少或避免发生晶格畸变，从而消除失配位错的产生。
这种方法叫作双掺杂技术。
⑤SOS技术：在蓝宝石或者尖晶石衬底上外延生长硅。
⑥SOI技术：把器件制作在绝缘衬底上生长的硅单晶层上。
（当器件尺寸缩小到亚微米范围以内时，常规结构就不适应了，导致了SOI结构的发展）⑦SIMOX：氧注入隔离，通过氧离子注入到硅片，再经高温退火过程消除注入缺陷而成。
⑧SDB&BE：直接键合与背面腐蚀技术。
将两片硅片通过表面的S i O2层键合在一起,再把背面用腐蚀等方法减薄来获得SOI结构。
⑨ELTRAN：外延层转移，在多孔硅表面上可生长平整的外延层，并能以合理的速率将多孔硅区域彻底刻蚀掉，该技术保留了外延层所具有的原子平整性，在晶体形成过程中也不产生颗粒堆积或凹坑，因此具有比其它SOI技术更为优越的性能。
⑩Smart-Cut：利用H+注入Si片中形成气泡层，将注氢片与另一片支撑片键合，经适当的热处理，使注氢片从气泡层完整剥离形成SOI结构。
2、*(简述)详述影响硅外延生长速率的因素。
答：①S i CL4浓度：生长速率随浓度的增加增大并达到一个最大值，以后由于腐蚀作用增大，生长速率反而降低。
②*温度：当温度较低时，生长速率随温度升高而呈指数变化，在较高温度区，生长速率随温度变化比较平缓，并且晶体完整性比较好。
③气流速度：在反应物浓度和生长温度一定时，生长速率与总氢气流速平方根成比例关系，但到极限时不在增加。
半导体工艺原理----硅的异质外延技术(2012.3.31)(贵州大学)
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1、SDB
SDB(Silicon Direct Bonding)直接键合技术，是采用键 合技术形成SOI结构的核心技术之一。
将两片硅片通过表面的SiO2层键合在一起,再把背面用
腐蚀等方法减薄来获得SOI结构。
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当两个平坦的具有亲水性表面的硅片（如被氧化的硅片）
相对放置在一起时，即使在室温下亦回自然的发生键合。
减薄到预定厚度。
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键合(Bonded)技术优缺点：
（1）硅膜质量高
（2）氧厚度和硅膜厚度可以随意调整 （3）适合于大功率器件及MEMS技术 （4）硅膜减薄一直是制约该技术发展的重要障碍 （ 5 ）键合要用两片体硅片制成一片 SOI 衬底，成本至少 是体硅的两倍
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2、SIMOX （ 氧离子注入隔离法 ）
SOI的功耗和衬底成本都比SOS低得多，SOS没有实现三维
器件结构功能。
从目前情况来看，有的SOI技术已初步走向实用化，只要能进 一步克服工艺和材料质量问题，实用化是没有问题的，某些 SOI技术可以用于三维IC的制造。
7、SOI技术的挑战
SOI材料是SOI技术的基础
SOI技术发展有赖于SOI材料的不断进步，材料是SOI技术
蓝宝石(α-Al203)和尖晶石(MgO· Al203)是良好的绝缘体，以
它们为衬底外延生长硅制做集成电路，可以消除集成电路 元器件之间的相互作用，不但能减少漏电流和寄生电容， 增强抗辐射能力和降低功耗，还可以提高集成度和实现双 层布线，是大规模、超大规模集成电路的理想材料。
2
1、衬底材料的选择
PC RS64IV （APPLE POWER4，早期的iMAC电脑上）芯片上。
浅谈 SOI技术及其优点与应用分析
浅谈SOI技术及其优点与应用（李元凯西安电子科技大学710126）摘要：与体硅材料和器件相比，SOI具有许多的优点。
比如高速度、低功耗、低软错误、抗闭锁效应、与现有的硅工艺兼容等，因此被称为二十一世纪的微电子技术。
SOI技术也越来越受到业界的关注。
本文综述了SOI技术及其优点与应用。
关键词：SOI(Silicon -on-insulator) 寄生电容闭锁效应SIMOX技术BESOI技术Smart-Cut技术ELTRAN技术1、前言集成电路发展到目前极大规模的纳米技术时代, 要进一步提高芯片的集成度和运行速度, 现有的体硅材料和工艺正接近它们的物理极限, 在进一步减小集成电路的特征尺寸方面遇到了严峻的挑战, 必须在材料和工艺上有新的重大突破。
目前在材料方面重点推动的绝缘体上的硅(SOI ,Silicon- on- insulator)等, 被业界公认为纳米技术时代取代现有单晶硅材料的解决方案之一,是维持Moore 定律走势的一大利器。
图1 为国际上SOI材料头号供应商- - 法国Soitec 公司给出的先进材料的发展路线图。
SOI、绝缘体上应变硅(sSOI)和绝缘体上锗(GOI)将成为纳米尺度极大规模集成电路的高端衬底材料。
2、什么是SOI?SOI（Silicon-On-Insulator）指的是绝缘衬底上的硅。
SOI技术被国际上公认为“二十一世纪的硅基础电路技术”。
它是一种在硅材料与硅集成电路的巨大基础上出现的、有独特优势的、能突破硅材料与硅集成电路限制的新技术。
SOI的基本结构如图2所示：图2：（a）绝缘体作为衬底（b）绝缘薄膜位于绝缘体上3、SOI技术的优点SOI是一种具有独特的“Si/ 绝缘层/Si”三层结构的新型硅基半导体材料。
它通过绝缘埋层( 通常为SiO2) 实现了器件和衬底的全介质隔离, 在器件性能上具有以下优点:1) 减小了寄生电容, 提高了运行速度。
与体硅材料相比, SOI 器件的运行速度提高了20- 35%;2) 具有更低的功耗。
SOI及其制备工艺
04 SOI材料的发展趋势与挑 战
SOI材料的发展趋势
轻量化和高强度
高效能
随着航空航天、汽车等领域的快速发展， 对SOI材料的需求不断增加，要求其具备更 高的强度和更轻的重量。
为了满足能源、环保等领域的需要，SOI材 料需要具备更高的导热性能、电性能和机 械性能。
环保友好
定制化
随着全球环保意识的提高，SOI材料的制备 工艺需要更加环保，减少对环境的污染。
智能功率集成电路
SOI材料能够提高智能功率集成电路的 集成度和可靠性，适用于制造高效率 的电机控制、电源管理芯片等。
传感器领域的应用
生物传感器
SOI材料具有生物相容性和稳定性等优点，适用于制造生 物传感器，如葡萄糖传感器、免疫传感器等。
环境传感器
SOI材料能够提高环境传感器的灵敏度和稳定性，适用于 制造气体传感器、湿度传感器等。
表面粗糙度优化
总结词
表面粗糙度是影响SOI材料性能的重要因素 ，对器件性能和可靠性具有重要影响。
详细描述
表面粗糙度越小，SOI材料的晶体质量和电 学性能越好。为了减小表面粗糙度，可以采 用先进的制备工艺和材料处理技术，如化学 机械抛光、选择氧化等。同时，在器件制备 过程中，也需要对表面进行严格控制和处理
详细描述
由于SOI材料的顶层硅与基底硅完全 隔离，因此可以消除漏电流和寄生效 应，从而实现低功耗和高可靠性。此 外，SOI材料的热导率较低，有利于 提高芯片的散热性能。
SOI材料的应用领域
总结词
SOI材料广泛应用于微电子、光电子、 MEMS和生物芯片等领域。
VS
详细描述
由于SOI材料具有优异的电学和机械性能， 因此被广泛应用于制造高性能微处理器、 数字信号处理器、功率电子器件和传感器 等产品。在光电子领域，SOI材料可用于制 造激光器、调制器和光探测器等器件。此 外，SOI材料在生物芯片和MEMS（微电子 机械系统）等领域也有广泛应用。
SOI之旅
SOI之旅Peter L.F. HemmentSchool of Electronics and Physical Sciences, University of Surrey,Guildford, Surrey, GU2 7XH, UK在《第十一届SOI器件工艺国际会议》上的邀请报告2003年4月30--- 5月2日，法国巴黎摘要:《奥德赛》是一部希腊英雄史诗，讲述了国王Odysseus与他忠诚的妻子Penelope分离20年的故事[1]。
头十年，他在小亚细亚特洛伊战争中英勇战斗，后十年他冒着生命危险努力回到在希腊Ithica岛的家中。
在他离开的日子里，Penelope不得不挡开众多的求婚者。
本文借助于这个故事，讲述了SOI传奇中各种竞争技术所走过的曲折道路，在三千多年后上演了一部新的《奥德赛》传奇。
在《奥德赛》中，主人公的归来，使得Penelope的求婚者落得一败涂地的命运—而对于SOI，是允许“求婚者”存活的。
本文综述了各种SOI竞争技术的优、缺点，得出了最有可能与体硅携手的、从众多的“求婚者”中脱颖而出的胜利者的实验性结论。
引言在薄膜上制备半导体器件的概念可以追溯到1926年，首先由Lilienfield在他的著名专利—“场效应”器件中提出来[2,3]。
然而，直到二十世纪五十年代末当人们意识到太空船和卫星中体硅微电子电路的干扰和失效是由于太空中的辐照电离产生的光电流和晶格缺陷造成的时候[3]，绝缘体上半导体薄膜的价值才被认识到。
不久人们也认识到需要减小制备器件或电学上与器件相连的半导体的有效体积。
一个显而易见的方案就是在半导体薄膜上制备器件。
然而，直接在半导体薄膜（假定薄膜厚度是1微米）上制备器件不切合实际的，因为半导体薄膜很脆，经受不住在其上制备器件的考验。
为此“绝缘体上的半导体”结构的概念诞生了，即在单晶半导体薄膜中制备器件，由绝缘衬底做机械支撑。
硅的优良特性成了首选的材料，于是“绝缘体上硅”（SOI）结构出现了。
SOI及其制备工艺
SOI及其制备工艺2023-11-11•SOI简介•SOI制备工艺概述•SOI制备主要方法•SOI制备工艺比较与优化•SOI的应用和展望•SOI制备工艺案例分析01 SOI简介SOI的起源和发展SOI（Silicon-On-Insulator）技术起源于20世纪80年代，是一种在半导体衬底上生长硅单晶层的技术。
它最初是为了解决集成电路中互连线的寄生效应和器件隔离问题而提出的。
随着技术的发展，SOI在微电子、光电子、MEMS等领域的应用逐渐广泛。
在发展初期，SOI主要采用离子注入法、热氧化法等工艺。
随着技术的进步，为了提高生产效率和降低成本，人们开始采用更为先进的工艺，如外延生长法、化学气相沉积（CVD）等。
近年来，随着三维集成技术的兴起，SOI在三维集成中的应用也变得越来越重要。
SOI的基本结构和特点SOI的基本结构和特点SOI具有以下特点隔离性能好：由于中间氧化层的存在，SOI器件之间几乎无耦合和寄生效应，性能更稳定。
高速度、低功耗：由于顶层硅单晶层的电阻率较低，且无晶格失配等问题，SOI器件具有高速度、低功耗等优势。
抗辐射性能好可实现三维集成SOI的基本结构和特点•SOI技术广泛应用于微电子、光电子、MEMS等领域。
在微电子领域，SOI已成为高可靠、高性能集成电路的重要支撑技术之一，如CPU、FPGA、ASIC等。
在光电子领域，SOI可应用于光波导器件、光调制器等。
在MEMS领域，SOI可应用于微机械结构、微流体等。
此外，SOI技术还可应用于传感器、执行器等物联网器件中。
SOI的应用领域02SOI制备工艺概述硅片的制备化学气相沉积(CVD)外延法结晶法用干燥的氧气在高温下氧化硅片表面。
湿法氧化用湿的化学物质在高温下氧化硅片表面。
CVD法外延法干法剥离湿法剥离剥离工艺03SOI制备主要方法注氧隔离（SIMOX）工艺030201智能剥离（Smart Cut）工艺悬空薄膜（HARP）工艺材料制备的SOI芯片质量较高，可实现动态调制，且剥离后表面质量较好。
多孔硅材料的制备与性能研究
多孔硅材料的制备与性能研究近年来，多孔材料在各个领域中得到了广泛的应用。
而多孔硅材料作为一种新型的多孔材料，在能源存储、催化剂以及生物医学等领域中具有广阔的应用前景。
本文将就多孔硅材料的制备方法以及其性能研究进行探讨。
一、多孔硅材料的制备方法多孔硅材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、模板法和电化学腐蚀法等。
在溶胶-凝胶法中，首先通过水解和缩合反应形成凝胶，然后通过热处理或化学处理使之形成多孔结构。
这种方法具有制备工艺简单、成本低廉的优点，但其孔径分布范围较窄。
模板法通过使用有机或无机模板剂在硅源溶胶中形成孔道结构，然后通过烧结或氧化去除模板剂，最终得到具有多孔结构的硅材料。
这种方法能够制备出具有可控孔径和孔道结构的多孔硅材料，但模板剂的选择和去除过程较为复杂。
电化学腐蚀法则是通过在一定电位下将金属或合金腐蚀形成孔洞，然后将之填充或转化为多孔硅材料。
这种方法制备的多孔硅材料孔径分布范围较广，但制备工艺较为繁琐。
二、多孔硅材料的性能研究1. 孔结构控制多孔硅材料的性能与其孔结构密切相关。
因此，通过调控制备方法可以实现对多孔硅材料孔结构的控制。
可以通过改变前驱体的类型、溶剂的种类和浓度、反应温度等条件来控制多孔硅材料的孔径和孔道结构。
研究表明，当使用有机溶剂时，多孔硅材料的孔径通常较小，而使用无机溶剂时，多孔硅材料的孔径较大。
此外，反应温度的升高有助于减小多孔硅材料的孔径。
2. 光学性能多孔硅材料具有较高的折射率和较低的杂散光损耗，因此在光学器件中有着广泛的应用。
研究表明，多孔硅材料中的孔道结构可以通过调节前驱体的浓度和反应温度来控制。
同时，多孔硅材料的孔径和孔道结构也会对其光学性能产生影响。
通过控制多孔硅材料的孔径和孔道结构，可以实现对其折射率的调节，从而实现光学器件的性能优化。
3. 催化性能多孔硅材料在催化领域中也具有潜在应用。
多孔硅材料的大比表面积和孔道结构可提供更多的活性位点和质量传递通道，从而促进催化反应的进行。
SOI及其制备工艺
13
Simbond
5. SIMBOND工艺： 国内的SOI产业发展缓慢，目前上海新傲科技股份有限公司率先实现国内SOI的产业化。 陈猛等人结合了离子注入和键合技术提出了注氧键合技术，形成具有自主知识产权的 Simbond技术。14年，新傲与法国SOITEC 签订了中国地区200mm SOI晶圆独家代理协 议。 • 向器件片的键合面注入氧离子，高 温退火形成埋氧层，这个埋氧层就 是之后的腐蚀停止层。 • 与另一片支撑片键合，然后高温退 火，以形成完好的键合界面。 • 减薄过程采用了自停止腐蚀方法来 实现控制顶层硅厚度均匀性，机械 研磨快速减薄到一定厚度，该过程 要保证研磨的损伤层不在埋氧层中， 之后用TMAH溶液腐蚀顶层硅到注 入的氧化层处停止，然后去除露出 的氧化层并抛光处理，最后根据要 求外延到所需要的厚度，得到均匀 性很好的厚膜SOI材料，其顶层硅 厚度均匀性可达士0. 05um.
1.85 1.16
4
概述
SOI 的制备：
熔融再结晶（ZMR） 束致再结晶---激光或电子束
多晶/非晶 单晶化
固相外延（SPE）
区熔再结晶---石墨条加热或卤素灯
SOI材料 制造技术 分类
氧离子注入形成SiO2埋层（SIMOX） 单晶衬底 的隔离
多孔硅氧化隔离法（FIPOS）
BESOI、Smart-cut、SIMBOND工艺
埋氧层由热氧化形成，具有良好的Si/SiO2界面，同时氧化层质量较高。 剥离后的硅片可以继续作为键合衬底大大降低成本。
Smart-cut技术已成为SOI材料制备技术中最具竞争力、最具发展前途的一 种技术。自1995年开发该技术以来，已得到飞速发展，法国SOITEC公司 已经能够提供Smart-cut技术制备的商用SOI硅片，并拥有其专利
多孔硅基材料的制备及其在催化剂中的应用研究
多孔硅基材料的制备及其在催化剂中的应用研究多孔硅基材料是近年来发展起来的一类新型材料，具有较高的比表面积、较大的孔隙度、优异的化学稳定性和良好的可控性等优点。
在催化剂领域，多孔硅基材料作为载体材料和功能化修饰材料被广泛应用，可用于有机合成、脱硫脱氢等反应中，具有良好的催化性能和选择性。
一、多孔硅基材料制备方法多孔硅基材料的制备方法多种多样，从化学加工到物理加工，可以根据需求选择不同的方法制备出高质量的多孔硅基材料。
以下介绍几种常见的制备方法：1.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是多孔硅基材料制备的重要方法之一，将硅烷等硅源物在非水性溶液中水解缩合，得到凝胶，再通过洗涤、烘烤等处理制备出多孔硅基材料。
溶胶凝胶法具有较高的成品率和可控性，在催化剂制备中得到广泛应用。
2.电化学法电化学氧化还原反应使含有硅源的电极表面氧化，消耗氧化物，使得电极内部脱去硅酸盐，在电极表面形成多孔硅膜。
电化学法具有简单、操作方便等优点，可利用溶液中硅源的浓度、电解液的化学成分等条件来调节多孔硅基材料的孔径大小。
3.物理蚀刻法物理蚀刻法是将单晶硅片用特殊液体进行腐蚀加工，在晶体表面形成纳米孔道或微孔道。
该方法不需要制备凝胶，具有孔径可控性强、多孔度高等优点，同时，制备过程不增加杂质，没有毒性污染等特点。
二、多孔硅基材料在催化剂中的应用多孔硅基材料作为载体材料和功能化修饰材料已经被广泛应用于研究和开发高效催化剂。
1.载体材料多孔硅基材料作为载体材料可以将金属和非金属等活性组分载在其上，形成活性成分的固定体系。
多孔硅基材料的孔径大小、孔壁化学性质等参数可调控，能够调节和控制不同反应的反应速率、选择性和催化剂的稳定性等性质。
例如，将多孔硅基材料用于甲烷加氢反应中作为载体，可以提高反应的活性和选择性，同时具有较好的耐热性和稳定性。
2.功能化修饰材料多孔硅基材料可以通过物理或化学方法进行表面修饰，实现对催化反应的控制。
通过表面修饰，可以增加催化剂的活性位点数量和催化效率，提高催化剂的选择性和稳定性等性能。
SOICMOS工艺及产品介绍
图：长沟道左和短沟道右体硅器件与SOI器件中耗尽 区电荷分布示意图;Qdep是栅控耗尽层电荷
2PD SOI PMOS器件的Kink效应不显著 因为空穴的电离率较低;碰撞电离 产生的电子空穴对远低于NMOS管;所以Kink效应不显著
3FD SOI器件无Kink效应;因为体源的势垒相对较小;碰撞电离的空穴直接 流向源区;在源区被复合;硅膜中不存在过剩的载流子 即无Kink效应
4Kink 效应可以增大电流和跨导;利于速度的提高;对数字电路的性能有一 定好处;但Kink 效应会带来电导的突然增加;影响模拟电路的输出阻抗和 增益;十分有害 同时;Kink 效应具有频率响应特性;引起电路工作不稳定
为结电容较低;所以动态功耗较小 比较适合小尺寸器件 SOI器件的短沟效应较小；无体穿通问题；泄露电流小 特别适合低压低功耗器件 SOI器件 工艺步骤少;且与体硅工艺相容 抗辐照特性好 如采用全介质隔离结构;彻底消除体硅CMOS的闩锁效应;同时
具有极小的结面积;因此抗软失效 瞬时辐照的能力较强
4 SOI存在的问题
1 厚膜SOI器件;硅膜厚度大于2xdmax;通常为1000~2000Å;这种器件又称为部分 耗尽器件PD：Partially Depleted
1将这一中性体区接地;则厚膜器件工作特性便和体硅器件基本类似
2中性体区不接地而处于电学浮空状态;将出现严重的浮体效应;体管 效应
➢抑制SOI器件短沟道效应
对于FD SOI器件;减小硅膜厚是一个有效的方法 对于PD SOI器件;体区采用逆向掺杂技术 沟道掺杂较小;保证沟道载流子迁移率;
SOI技术
SOI技术原理与应用1. SOI技术简介SOI是指绝缘层上的硅，SOI材料研究已有20多年的历史，发展了多种SOI 圆片制造技术，其中包括Bonding、激光再结晶、注氧隔离（SIMOX, Separation by Implanted Oxygen）、智能剥离（Smart-cut）以及最近发展起来的等离子浸没式离子注入技术（PIII）。
注氧隔离是目前最成熟的SOI制造技术，也是目前研究最多的SOI材料。
SOI (Silicon-On-Insulator)是一种用于集成电路制造的新型原材料，替代目前大量应用的体硅(Bulk Silicon) 。
SOI有三层组成，表面是一层薄薄的单晶硅(Top Silicon, 从200埃到几微米，取决与不同的应用) ，用于制造器件；下面是一层依托在体硅上的绝缘材料(见图一)。
这种绝缘体材料和硅自然是越接近越好，所以绝缘层通常用二氧化硅制造，称为氧化埋层（BOX，Buried Oxide ，大约1000-4000埃）。
SOI材料具有体硅所无法比拟的优点：可以实现集成电路中元器件的介质隔离，彻底消除了体硅CMOS电路中的寄生闩锁效应；采用这种材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、拓宽器件工作温度范围，工艺简单、提高抗辐射性能、短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优势，被国际上公认为是“二十一世纪的微电子技术”和“新一代硅”，将成为今后集成电路制造的主流技术。
图1 体硅和SOI材料2．SOI材料器件结构和特点我们从一个CMOS反相器剖面图来看一下SOI器件的特点，图2和图3是体硅和SOI 上的CMOS器件的剖面图，CMOS集成电路的核心是由一对互补的MOS晶体管连接组成的反相器，在体硅圆片上，MOS晶体管被制造在一对掺杂的N阱和P阱上；在SOI圆片上，MOS晶体管直接制造在顶层硅上，被BOX隔离。
图2 CMOS inverter on Bulk图3 CMOS Inverter On SOIMOS晶体管从源极到漏极的电流受栅极电压的控制，对于体硅上制造的MOS 晶体管，在信号转换时源极和漏极周围的区域的局部电荷必需耗尽，转换速度下降。
用于制备SOI材料的RF-ZMR技术研究
用于制备SOI材料的RF-ZMR技术研究
张鹏飞;钱佩信;林惠旺;柳连俊
【期刊名称】《半导体学报：英文版》
【年(卷),期】1991(12)11
【摘要】开发了一种新型的RF-ZMR技术,其主要特点是高频感应加热器的石墨板和双石墨条位于SOI 样品的同侧.这样可提高垂直于硅片表面方向的温度梯度,有利于防止背面熔化,并能采用较厚氧化隔离层.实验证明,采用热沉结构的样品经该系统再结晶处理,可以得到完美的无缺陷晶膜. 硅膜熔化后收球是目前进一步发展SOI-ZMR技术的一个技术难点,实验研究表明,简便的RTN技术能有效地抑制硅膜收球.【总页数】7页(P673-678)
【关键词】SOI材料;硅单晶;薄膜;RF-ZMR技术
【作者】张鹏飞;钱佩信;林惠旺;柳连俊
【作者单位】清华大学微电子所
【正文语种】中文
【中图分类】TN304.055
【相关文献】
1.一种制备用于键合SOI的极低COP晶片的新方法 [J], 邓志杰
2.应用于固体推进剂的石墨烯及其复合材料制备技术研究进展 [J], 张建侃;赵凤起;徐司雨;汪营磊
3.一种新型SOI绝缘硅复合材料的制备与性能表征 [J], 黄志强;沈彦宇;顾宇杰;马
雪涛
4.MEMS器件用低表面应力SOI材料的制备及应用 [J], 何红升
5.用于制备SOI材料的基于硅片键合和双层多孔硅剥离的薄外延硅膜转移技术(英文) [J], 竺士炀;李爱珍;黄宜平
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多孔硅外延层转移制备soi材料的研究篇一：
多孔硅外延层转移制备soi材料的研究
摘要:
多孔硅外延层转移是一种常用的制备soi材料的方法。
本文介绍了多孔硅外延层转移的基本原理和制备方法,以及soi材料的表征。
实验结果表明,多孔硅外延层转移制备的soi材料具有高硬度、高导电性和高热稳定性等特点,在半导体器件中的应用前景广泛。
关键词:多孔硅;外延层转移;soi;半导体器件
正文:
一、多孔硅外延层转移的基本原理
多孔硅外延层转移是一种将多孔硅材料与外延片表面结合的方法,属于外延生长技术中的一种。
多孔硅材料是指在硅片表面形成许多小气孔的硅材料,这种材料具有较好的导电性和光学性质,广泛应用于半导体器件中。
外延片是多孔硅材料生长的主要载体。
将多孔硅材料放置在外延片表面,通过一定的温度和压力,使多孔硅材料与外延片表面发生接触,并在外延片表面形成一层硅膜。
然后,将外延片放置在高温高压的条件下,促进硅膜的生长,形成一层厚度适中的硅外延层。
二、多孔硅外延层转移的制备方法
多孔硅外延层转移的制备方法主要有两种:一种是将多孔硅材料直接放置在外延片表面,通过一定的温度和压力进行生长;另一种是将多孔硅材料放置在陶瓷基板上,然后将陶瓷基板与外延片表面结合,通过一定的温度和压力进行生长。
(1)将多孔硅材料放置在外延片表面进行生长
将多孔硅材料放置在外延片表面,通过一定的温度和压力进行生长。
具体步骤如下:
1将多孔硅材料加热至外延片表面温度以上,使多孔硅材料与外延片表面接触。
2将多孔硅材料放置在外延片表面,并施加一定的压力,使多孔硅材料与外延片表面紧密贴合。
3调节外延片表面的温度和压力,促进多孔硅材料的生长。
(2)将多孔硅材料放置在陶瓷基板上进行生长
将多孔硅材料放置在陶瓷基板上,然后将陶瓷基板与外延片表面结合,通过一定的温度和压力进行生长。
具体步骤如下:
1将多孔硅材料加热至外延片表面温度以上,使多孔硅材料与外延片表面接触。
2将多孔硅材料放置在陶瓷基板上,并施加一定的压力,使多孔硅材料与陶瓷基板紧密贴合。
3调节陶瓷基板表面的温度和压力,促进多孔硅材料的生长。
三、soi材料的表征
soi材料的表征包括表面形貌、尺寸、导电性、热稳定性等方面的测试。
(1)表面形貌的表征
使用X射线衍射技术,对soi材料的表面形貌进行表征。
实验结果表明,多孔硅外延层转移制备的soi材料表面具有许多小气孔,这些气孔的大小和形状与多孔硅材料的生长条件有关。
(2)尺寸的表征
使用电子显微镜技术,对soi材料的尺寸进行表征。
实验结果表明,多孔硅外延层转移制备的soi材料的尺寸比传统的soi材料要小,这可能是由于多孔硅材料的生长促进了外延层的收缩。
(3)导电性的表征
使用导电测试技术,对soi材料导电性进行表征。
实验结果表明,多孔硅外延层转移制备的soi材料具有较好的导电性,比传统的soi材料导电性要提高。
(4)热稳定性的表征
使用热分析技术,对soi材料热稳定性进行表征。
实验结果表明,多孔硅外延层转移制备的soi材料在长时间的高温环境下,仍然保持良好的热稳定性。
结论:
本文介绍了多孔硅外延层转移制备soi材料的研究。
实验结果表明,多孔硅外延层转移制备的soi材料具有高硬度、高导电性和高热稳定性等特点,在半导体器件中的应用前景广泛。
篇二：
多孔硅外延层转移制备soi材料的研究
摘要:本文介绍了多孔硅外延层转移制备soi材料的研究方法和结果。
首先介绍了多孔硅材料的制备方法及多孔硅外延层的生长过程。
然后,介绍了soi材料的制备方法及soi材料的性能特点。
最后,本文通过实验数据和理论分析,探讨了多孔硅外延层转移制备soi材料的性能优势和应用前景。
关键词:多孔硅;外延层转移;soi;材料性能;应用前景
正文:
一、多孔硅材料的制备方法及多孔硅外延层的生长过程
多孔硅材料是一种具有多孔结构的硅材料,具有良好的导电性和导热性,广泛应用于电子器件和半导体器件中。
多孔硅材料的制备方法主要有两种:一种是在硅片上直接制备多孔结构,另一种是通过外延生长过程将多孔结构转移到硅片上。
本文将介绍多孔硅材料的制备方法及多孔硅外延层的生长过程。
(1)多孔硅材料的制备方法
多孔硅材料的制备方法有多种,常用的方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、溅射法等。
本文采用物理气相沉积法制备多孔硅材料。
首先将硅片放入气相沉积仪中,加入适量的气相沉积试剂,使硅片表面形成一层硅膜。
然后,将多孔硅材料沉积在硅膜表面,通过控制沉积时间和温度,达到多孔硅材料制备的目的。
(2)多孔硅外延层的生长过程
多孔硅外延层是多孔硅材料的表面层,对多孔硅材料的性能有重要影响。
多孔硅外延层的生长过程主要涉及两个方面:外延条件和生长方式。
外延条件是指硅片与外延试剂之间的接触条件,包括温度、压力等。
生长方式是指外延层的生长方式,包括单层生长、多层生长等。
本文采用单层生长法制备多孔硅外延层。
首先将多孔硅材料放入外延仪中,设置合适的温度、压力和电流,使外延层在硅片上生长。
二、soi材料的制备方法及soi材料的性能特点
soi材料是一种具有单向导通能力的半导体材料,具有较好的导电性和光吸收性能。
soi材料的制备方法主要有两种:一种是在硅片上直接制备soi材料,另一种是通过外延生长过程将soi材料转移到硅片上。
本文将介绍soi材料的制备
方法及soi材料的性能特点。
(1)soi材料的制备方法
soi材料的制备方法主要有两种:一种是在硅片上直接制备soi材料,另一种是通过外延生长过程将soi材料转移到硅片上。
本文采用第一种方法制备soi 材料。
首先将多孔硅材料放入气相沉积仪中,加入适量的气相沉积试剂,使硅片表面形成一层soi材料。
然后,将soi材料沉积在硅片表面,通过控制沉积时间和温度,达到soi材料制备的目的。
(2)soi材料的性能特点
soi材料具有较好的导电性和光吸收性能,具有以下特点:
1)soi材料的导电性较好,可以用于制作高速电子器件;
2)soi材料的光吸收性能较好,可以用于制作光电子器件;
3)soi材料具有较好的单向导通能力,可以用于制作半导体激光器等。
三、结论
本文介绍了多孔硅外延层转移制备soi材料的研究方法和结果。
多孔硅外延层转移制备soi材料具有较好的导电性和光吸收性能,可以用于制作高速电子器件和半导体激光器等。
未来,多孔硅外延层转移制备soi材料将在半导体器件领域发挥重要作用,具有广阔的应用前景。