SOI CMOS技术及其应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1　硅集成电路技术发展概况及存在的问题 1

目录 1

1.2　SOI技术的特点与优势 3

1.3　SOI技术存在的问题 5

1.4　SOI技术发展的现状与展望 6

1.5　本书的章节安排 8

参考文献 9

2.1　SOI材料的特点及技术分类 11

第2章　SOI材料制备技术 11

2.2　注入隔离技术 14

2.2.1　SIMOX技术 15

2.2.2　注氮隔离技术和注氧、氮隔离技术 18

2.2.3　SIMOX SOI材料的模型与模拟 18

2.2.4　改进SIMOX材料质量的途径 26

2.2.5　注氧离子注入机 31

2.2.6　等离子体浸没离子注入技术（PIII） 31

2.3　硅片键合SOI技术（BSOI） 35

2.3.1　硅-硅键合机理 36

2.3.2　硅-硅直接键合的相关问题 37

2.3.3　硅-硅直接键合工艺的表征技术 40

2.3.4　硅-硅直接键合的减薄技术 42

2.4　智能剥离技术 43

2.4.1　智能剥离技术中的离子注入 44

2.4.2　智能剥离技术键合前的表面处理 47

2.4.3　智能剥离技术中的退火 53

参考文献 54

第3章　SOI材料特性的表征 60

3.1　晶体基本性质的表征 61

3.1.1　晶向的确定 61

3.1.2　缺陷 62

3.1.3　晶化程度 66

3.2　硅膜厚度的测量 70

3.2.1　椭圆偏振光谱法 70

3.2.2　电学方法测量硅膜厚度 74

3.2.3　光谱反射法——薄硅膜厚度的测量 74

3.2.4　反射光谱极值法 78

3.2.5　傅里叶变换法——厚硅膜的测量 80

3.3　载流子寿命和表面复合 82

3.3.1　器件中的少数载流子寿命测量 82

3.3.2　表面光电压法测量硅少子寿命 93

3.4　硅-二氧化硅界面态的测量 95

3.4.1　电容-电压法 95

3.4.2　电荷泵法 96

3.4.3　直流电流-电压法 101

3.5.1　硅中的碳杂质 102

3.5　硅层中的杂质 102

3.5.2　硅中的氧杂质 103

参考文献 103

第4章 SOI MOS器件的基本特性 108

4.1　厚膜和薄膜SOI器件及其主要工作模式 108

4.1.1　厚膜和薄膜SOI器件 108

4.1.2　SOI MOS器件的主要工作模式 110

4.2　背栅效应 111

4.3.1　短沟道效应 112

4.3　短沟道效应和窄沟道效应 112

4.3.2　窄沟道效应 115

4.4　浮体效应和器件的瞬态特性 120

4.4.1　Kink效应 121

4.4.2　寄生双极晶体管效应 122

4.4.3　瞬态浮体效应和器件的瞬态特性 126

4.4.4　线性区Kink效应 132

4.5　边缘效应 133

4.6　自加热效应 137

4.7.1　常规SOI器件的热载流子退化特性 140

4.7　热载流子退化效应 140

4.7.2　超薄栅SOI器件的热载流子退化特性 148

4.8　噪声特性 150

4.9　抗辐射特性 153

4.9.1　总剂量辐射效应 153

4.9.2　单粒子事件 155

4.9.3　瞬时辐射效应 158

参考文献 159

5.1.1　长沟道SOI器件的阈值电压模型 166

第5章 SOI MOS器件的理论模型 166

5.1　阈值电压模型 166

5.1.2　短沟道全耗尽SOI器件的阈值电压模型 168

5.2　亚阈值模型 176

5.2.1　亚阈值斜率 176

5.2.2　亚阈值电流模型 183

5.3　强反型电流模型 185

5.3.1　分区模型 185

5.3.2　连续模型 189

5.4　二级物理效应模型 193

5.4.1　短沟道效应和DIBL效应 193

5.4.2　漏致电导增强效应 194

5.4.3　迁移率退化效应 195

5.4.4　串联电阻效应 195

5.4.5　线性区电流与饱和区电流 196

5.4.6　沟道长度调制效应 198

5.4.7　速度过冲效应 199

5.5.1　考虑浮体效应的模型 200

5.5　浮体效应和自加热效应模型 200

5.5.2　考虑自加热效应的模型 210

参考文献 212

第6章　SOI器件与电路制备工艺 216

6.1　SOI器件与电路在工艺和设计中的特点 216

6.2　SOI工艺中的一些关键问题 218

6.2.1　隔离工艺 218

6.2.2　自对准硅化物工艺 221

6.3.1　体引出工艺抑制浮体效应 225

6.3　抑制浮体效应的途径 225

6.3.2　抑制浮体效应的工艺途径 231

6.4　SOICMOS器件和电路制备的工艺流程 234

参考文献 238

第7章 新型SOI MOS器件 241

7.1　动态阈值MOS器件（栅控混合管） 241

7.1.1　工作机理及工艺 241

7.1.2　特性分析 244

7.1.3　存在的问题 250

7.2.1　凹陷沟道和提升源漏超薄体SOI器件 252

7.2　超薄体SOI MOS器件 252

7.2.2　超薄体器件的载流子迁移率和阈值电压 256

7.3　SOI应变沟道MOS器件 257

7.3.1　应变沟道MOS器件的迁移率 257

7.3.2　SOI应变沟道MOS器件 258

7.4　SON MOS器件 264

7.4.1　SOV MOS器件 264

7.4.2　SON MOS器件 266

7.5　双栅SOI MOS器件 269

7.5.1　双栅SOI MOS器件的基本特性 270

7.5.2　双栅SOI MOS器件的按比例缩小理论 271

7.5.3　对称双栅和非对称双栅器件 273

7.5.4　双栅SOI MOS器件结构及制备工艺 275

7.5.5　多栅SOI MOS器件 283

参考文献 287

第8章　SOI技术的若干典型应用 295

8.1　在微处理器方面的应用 295

8.2　在数模混合集成电路中的应用 297

8.3.1　SOI技术应用于射频集成电路的可能性 304

8.3　在射频集成电路中的典型应用 304

8.3.2　基于SOI衬底的射频有源器件 306

8.3.3　基于SOI衬底的射频无源器件 310

8.3.4　基于SOI衬底的射频电路 315

8.4　在存储器中的应用 336

8.4.1　SOI DRAM 337

8.4.2　SOI SRAM 347

8.4.3　SOI闪存器 358

8.4.4　SOI TRAM 363

8.5　在高温环境下的应用 364

8.5.1　SOI器件高温特性 364

8.5.2　SOI高温电路应用 366

8.6　在高压领域的应用 370

8.6.1　SOI技术在功率器件中的优势及问题 370

8.6.2　SOI高压器件 372

8.6.3　SOI功率集成电路 376

参考文献 377