双异质外延Si/Al2O3/Si薄膜制作的CMOS器件

报道了利用高真空MOCVD外延生长γ氧化铝的技术和利用SOS CMOS的成熟工艺制作双异质外延Si/γ-Al2O3/Si单晶薄膜以及用其研制Si/γ-Al2O3/Si CMOS场效应晶体管、Si/γ-Al2O3/Si CMOS集成电路的初步结果.     

双异质外延Si/Al_2O_3/Si薄膜制作的CMOS器件

报道了利用高真空 MOCVD外延生长 γ氧化铝的技术和利用 SOS CMOS的成熟工艺制作双异质外延 Si/ γ-Al2 O3/ Si单晶薄膜以及用其研制 Si/ γ- Al2 O3/ Si CMOS场效应晶体管、Si/ γ- Al2 O3/ Si CMOS集成电路的初步结果     

双异质外延SOI材料Si/γ-Al2O3/Si的外延生长

利用MOCVD(metalorganic chemical vapor deposition)和APCVD(atmosphere chemical vapor deposition)硅外延技术在Si(100)衬底上成功地制备了双异质Si/γ-Al2O3/Si SOI材料.利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)及俄歇能谱(AES)对材料进行了表征.测试结果表明,外延生长的γ-Al2O3和Si薄膜都是单晶薄膜,其结晶取向为(100)方向,外延层中Al与O化学配比为2:3.同时,γ-A12O3外延层具有良好的绝缘性能,其介电常数为8.3,击穿场强为2.5MV/cm.AES的结果表明,Si/γ-Al2O3/Si双异质外延SOI材料两个异质界面陡峭清晰.     

γ-Al_2O_3/Si(100)薄膜高真空MOCVD异质外延生长

本文作者在自己组装的立式ＭＯＣＶＤ设备上，成功地应用高真空生长技术，于１０５０℃的高温条件下，在硅上外延生长了γ－Ａｌ２Ｏ３薄膜．从ＲＨＥＥＤ看到（１００）硅上生长的薄膜是（１００）立方单晶γ－Ａｌ２Ｏ３的衍射图样；平移样品，图样并不发生变化．Ｘ射线双晶衍射看到，除了硅的（４００）峰和（２００）峰以外，只在２θ为４５°处有一个低而宽的小峰．ＸＰＳ谱给出氧的１ｓ峰位为５３２．３ｅＶ，Ａｌ的２ｐ峰位为７５．４ｅＶ，将他们与α－Ａｌ２Ｏ３比较，对应峰位移动了约３．５ｅＶ．俄歇谱说明其铝氧组分比近于γ－Ａｌ２Ｏ３     

双异质外延SOI材料Si/γ-Al_2O_3/Si的外延生长

利用MOCVD(metalorganic chemical vapor deposition)和APCVD(atmosphere chemical vapor deposition)硅外延技术在Si(10 0 )衬底上成功地制备了双异质Si/γ- Al2 O3/Si SOI材料.利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)及俄歇能谱(AES)对材料进行了表征.测试结果表明,外延生长的γ- Al2 O3和Si薄膜都是单晶薄膜,其结晶取向为(10 0 )方向,外延层中Al与O化学配比为2∶3.同时,γ- Al2 O3外延层具有良好的绝缘性能,其介电常数为8.3,击穿场强为2 .5 MV/cm.AES的结果表明,Si/γ- Al2 O3/Si双异质外延SOI材料两个异质界面陡峭清晰.     

用于Si1-xGex异质结外延材料生长的高真空化学汽相外延炉

研制出满足 Si1 - x Gex 异质结薄膜材料生长工艺的高真空化学汽相外延炉 ,详述了该汽相外延设备的性能、结构组成和设计原理 ,并且给出了利用该设备生长 Si1 - x Gex 异质薄膜的实验结果。     

Er2O3单晶薄膜的生长及Er2O3/Si异质结的能带偏移

利用分子束外延方法在p型Si(001)和Si(111)衬底上,在700℃0.93mPa的条件下实现了Er2O3单晶薄膜的生长.薄膜的结晶情况依赖于薄膜的生长温度和氧气压.较低的温度和氧气压下在薄膜内易生成硅化铒,薄膜也趋于多晶化.还利用光电子能谱对Er2O3/Si异质结的能带偏差进行了初步的研究.     

热退火γ-Al2O3/Si异质结构薄膜质量改进

采用高真空MOCVD外延技术,利用TMA(Al(CH3)3)和O2作为反应源,在Si(100)衬底上外延生长γ-Al2O3绝缘膜形成γ-Al2O3/Si异质结构材料.同时,引入外延后退火工艺以便改善γ-Al2O3薄膜的晶体质量及电学性能.测试结果表明,通过在O2常压下的退火工艺可以有效地消除γ-Al2O3外延层的残余热应力及孪晶缺陷,改善外延层的晶体质量,同时可以提高MOS电容的抗击穿能力,降低漏电电流.     

热退火γ-Al2O3/Si异质结构薄膜质量改进

采用高真空MOCVD外延技术,利用TMA(Al(CH3)3)和O2作为反应源,在Si(100)衬底上外延生长γ-Al2O3绝缘膜形成γ-Al2O3/Si异质结构材料.同时,引入外延后退火工艺以便改善γ-Al2O3薄膜的晶体质量及电学性能.测试结果表明,通过在O2常压下的退火工艺可以有效地消除γ-Al2O3外延层的残余热应力及孪晶缺陷,改善外延层的晶体质量,同时可以提高MOS电容的抗击穿能力,降低漏电电流.     

AIN/Si(111)复合衬底上4H-SiC薄膜的异质外延

利用化学气相淀积(CVD)的方法在AlN/Si(111)复合衬底上成功实现了4H-SiC薄膜的异质外延生长,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、阴极荧光(CL)等方法对所得样品的结构特征、表面形貌和光学性质进行了表征测量.XRD测量结果显示得到的SiC薄膜的晶体取向单一;室温CL结果表明所得SiC薄膜为4H-SiC,且随着生长温度的升高,SiC薄膜的CL发光效率提高.生长温度、反应气源中C/si比等工艺参数对SiC薄膜的外延生长及其性质影响的研究表明在AIN/Si(111)复合衬底上外延4H-SiC的最佳衬底温度为1230～1270℃,比通常4H-SiC同质外延所需的温度低200～300℃;较为合适的C/Si比值为1.3.     

CMOS／SOSCC4066器件的可靠性研究

本文介绍了CMOS/SOS CC4066器件长期可靠性试验结果。对失效器件的分析表明,硅-蓝宝石技术没有新的失效机理。该器件的可靠性不低于国内体硅MOS IC能达到的水平,并接近“七专”器件的水平。     

CMOS/SOS器件长期可靠性试验

用本所研制的CMOS/SOS器件作了两项试验,即CMOS/SOS4012长期可靠性试验和不同版图设计、不同器件工艺研制的CMOS/SOS长期可靠性对比试验。试验结果表明:不同版图设计和器件工艺对CMOS/SOS器件可靠性有较大的影响;改进了版图和器件工艺研制的CMOS/SOS器件达到了较高的可靠性;不同栅介质结构的CMOS/SOS器件在高温加电运行中,阈值电压的变化是不同的。     

改性的薄SOS膜CMOS器件辐射加固特性

利用注硅固相外延的方法对0.2μm SOS薄硅膜材料进行改性,并制作了单管pMOSFET,nMOSFET及54HC04电路．测量了单管的迁移率,并对样品进行了瞬态辐射实验和总剂量辐射实验,发现用改性后的SOS薄硅膜材料制作的电路,不仅具有同标准0.5μm SOS材料制作的电路相当的动态特性,而且具有很好的抗瞬态辐射能力,并且其抗总剂量辐射能力也达到了很高的水平．     

薄膜亚微米CMOS／SOS工艺的开发及其器件的研制

本文较为详细地介绍了薄膜亚微米ＣＭＯＳ／ＳＯＳ工艺技术的开发过程，薄膜亚微米ＣＭＯＳ／ＳＯＳ工艺主要包括双固相外延，双层胶光刻形成亚微米细线条硅栅、Ｈ２－Ｏ２合成氧化薄栅氧化层以及快速退火等新的工艺技术，利用这套工艺成功地研制出了高性能薄膜来微米ＣＭＯＳ／ＳＯＳ器件和门延迟时间仅为１７７ｐｓ的１９级ＣＭＯＳ／ＳＯＳ环形振荡器，与厚膜器件相比，薄膜全耗尺器件和电路的性能得到了明显的提高。     

CMOS/SOS集成电路输入保护电路设计

本文描述了一种CMOS/SOS集成电路输入保护电路的设计方法。根据保护电路原理,计算了不同保护电路的保护能力,并用实验加以证实。     

Al/SiO_2/Si表面Al_2O_3纳米图形的AFM阳极氧化制备方法

采用AFM阳极氧化方法,在控制AFM探针尖端电压和扫描方式的条件下,在Al/SiO2/Si表面制备了Al2O3纳米图形,图形最小尺寸为70nm.研究了表面吸附水层存在下AFM阳极氧化机理.实验结果表明AFM阳极氧化是制备金属氧化物半导体纳米器件的较好方法     

Al/SiO2/Si表面Al2O3纳米图形的AFM阳极氧化制备方法

采用AFM阳极氧化方法,在控制AFM探针尖端电压和扫描方式的条件下,在Al/SiO2/Si表面制备了Al2O3纳米图形,图形最小尺寸为70nm.研究了表面吸附水层存在下AFM阳极氧化机理.实验结果表明AFM阳极氧化是制备金属氧化物半导体纳米器件的较好方法.     

WSi_2栅和Si栅CMOS／BESOI的高温特性分析

用厚膜ＢＥＳＯＩ（ＢｏｎｄｉｎｇａｎｄＥｔｃｈ－ｂａｃｋＳｉｌｉｃｏｎ－Ｏｎ－Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）制备了ＷＳｉ２栅和Ｓｉ栅４００７ＣＭＯＳ电路，在室温～２００℃的不同温度下测量了其Ｐ沟、Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ的亚阈特性曲线，分析了阈值电压和泄漏电流随温度的变化关系。     

高水平抗辐射CMOS/SOS集成电路

本工作采用先进的全离子注入低温工艺,研制成八个高水平4000系列小规模CMOS/SOS集成电路品种,它们是SC_(4001)、SC_(4002)、SC_(4011)、SC_(4012)、SC_(4013)、SC_(4030)、SC_(4066)及SC_(4069)。这些电路除了电学参数满足相应体硅CMOS电路以外,还具有优良的抗辐照特性,其抗γ总剂量达1×10~7rad(Si),抗γ瞬态剂量率达5×10~(10)rad(Si)/s以上。 本文简要介绍CMOS/SOS器件抗γ总剂量辐照及抗γ瞬态辐照的基本考虑以及辐照实验的结果。