晶圓級單軸應(yīng)變SOI制備及有限元模擬研究.pdf

1、晶圓級單軸應(yīng)變SOI(絕緣體上硅)技術(shù),不僅具有速度高、功耗低、集成密度高、抗輻照等 SOI技術(shù)優(yōu)點,還具有載流子遷移率提升高,且在高垂直電場下不退化的單軸應(yīng)變硅技術(shù)優(yōu)點,是一種很具創(chuàng)新和競爭力的新技術(shù)。
　　本論文基于材料力學(xué)、彈塑性力學(xué)理論和 SOI材料的特性,提出了一種通過機械彎曲和高溫退火制作晶圓級單軸應(yīng)變SOI的新方法。該方法的優(yōu)點有成本低,工藝步驟簡單,僅需一片 SOI片,即能產(chǎn)生張應(yīng)變,也能產(chǎn)生壓應(yīng)變,適合于任何尺寸

2、的晶圓,且應(yīng)變量大。
　　所提出新方法的工藝原理是:選取合適的退火溫度和彎曲半徑,使二氧化硅層發(fā)生不可恢復(fù)的塑性形變,而單晶硅發(fā)生可恢復(fù)的彈性形變。又因二氧化硅層和頂層硅層都很薄,二氧化硅層的拉伸或壓縮通過化學(xué)鍵作用到頂層硅上,使頂層硅也產(chǎn)生張應(yīng)變或壓應(yīng)變。
　　依此工藝原理,制作了彎曲半徑0.75m的4英寸單軸張應(yīng)變和壓應(yīng)變SOI實驗樣品。采用拉曼光譜技術(shù)和光纖光柵應(yīng)變測試技術(shù),對單軸應(yīng)變SOI實驗樣品的應(yīng)變進行了表征,單