SOI 공정 서비스
집적회로의 집적도와 속도를 높이기 위해서는 부품의 크기를 줄여 전력 소비량을 줄여야 한다.그러나 부품의 크기가 마이크로미터 범위로 줄어들면 전통적인 구조가 적합하지 않으며, 이는 절연 기판에서 자라는 실리콘 단결정층에서 부품이 제조되는 SOI (절연체 상 실리콘 또는 절연체 상 반도체) 구조의 발전을 초래한다.SOI 구조는 요구사항에 적합하지 않은 기존 구조와 적용된 SOS 구조(SOS를 SOI의 한 형태로 볼 수 있음)를 대체하기 위해 마이크로미터 CMOS 부품에 사용될 것으로 제안되었다.그러나 SOI 구조는 곧 고속 집적회로와 3D 집적회로를 실현하는 새로운 방식이 되었다 (그러나 모든 SOI 구조가 3D 집적회로에 사용될 수 있는 것은 아니다). 이것은 현재 반도체 재료 연구의 핫이슈이다.
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| 장치 계층 | 흥분제 | BOX 레이어 | 두께(um) | 기저 | 방향 | 절연체의 실리콘 절연체에 실리콘(SOI)은 유원 웨이퍼를 처리 웨이퍼에 접착하는 기술로, 중간에 산화물 층이 있다. PLUTO는 다양한 응용프로그램에 적합한 광범위한 SOI 제품을 제공합니다. 절연체의 실리콘은 일반적으로 MEMS, 자동차 및 고온 내성과 높은 소음 저항성에 사용되는 것이 핵심 요구 사항입니다. 절연체에 실리콘 웨이퍼는 세 겹의 재료로 쌓여 있다. 양질의 실리콘 유원층 (DEVICE layer) 은 전기절연 이산화규소 매층 (BOX) 위, 블록형 실리콘 지지 웨이퍼 (HANDLE) 위에 있다. SOI 기술 집적회로의 집적도와 속도를 높이기 위해서는 부품의 크기를 줄여 전력 소비량을 줄여야 한다.그러나 부품의 크기가 마이크로미터 범위로 줄어들면 전통적인 구조가 적합하지 않으며, 이는 절연 기판에서 자라는 실리콘 단결정층에서 부품이 제조되는 SOI (절연체 상 실리콘 또는 절연체 상 반도체) 구조의 발전을 초래한다.SOI 구조는 요구사항에 적합하지 않은 기존 구조와 적용된 SOS 구조(SOS를 SOI의 한 형태로 볼 수 있음)를 대체하기 위해 마이크로미터 CMOS 부품에 사용될 것으로 제안되었다.그러나 SOI 구조는 곧 고속 집적회로와 3D 집적회로를 실현하는 새로운 방식이 되었다 (그러나 모든 SOI 구조가 3D 집적회로에 사용될 수 있는 것은 아니다). 이것은 현재 반도체 재료 연구의 핫이슈이다. SOI 구조의 장점은 다음과 같습니다. (1) 개전 격리와 작은 기생 용량으로 인해 고속과 집적도가 높은 IC 회로에 특히 적합하다 (2) 매체의 격리로 인해 소음을 낮추고 회로와 부품의 방사성을 향상시켰다. (3) CMOS 회로의 잠금 문제를 억제합니다. SOS에 비해 SOI 재료의 무결성은 SOS보다 훨씬 좋으며, SOI 구조는 CMOS 회로에 널리 적용되어 마스크 수를 줄이고 격리와 확산이 필요 없으며 회로 레이아웃을 단순화하고 집적도를 높일 수 있다.SOS에서 Si와 Al2O3의 열팽창 계수는 일치하지 않으며 실리콘 층에는 압력이 있습니다.또한 SO1의 전력 소비량과 기판 비용은 SOS보다 훨씬 낮으며 SOS는 3D 부품 구조의 기능을 구현하지 못합니다. 현재의 상황을 보면, 일부 SOI 기술은 이미 초보적으로 실현되었다.공예와 재료의 품질 문제가 한층 더 극복될 수만 있다면 실제 응용에서 문제가 없다.일부 SOI 기술은 3D IC의 SOI 구조 재료를 만드는 데 사용할 수 있으며 여러 가지 방법이 있습니다.다음은 몇 가지 주요 방법을 간략하게 소개합니다. 1.용융 횡생장 이 방법의 기본 과정은 실리콘 기판에 so막을 형성한 후 폴리실리콘이나 비실리콘이 막에 퇴적된 폴리실리콘이나 비실리콘은 국부적으로 용해되고 이동하는 용해구역은 용해구역 이전에 폴리실리콘이나 비실리콘을 용해되며 재결정은 용해구역 이후에 발생한다.이 방법은 녹는 구역을 형성하는 열원에 따라 ① 레이저빔을 녹여 재결정한다. ②전자빔 용해 재결정; ③흑연띠 가열 가로결정종 재결정;그리고 가볍게 녹인 재결정.가열 방법이 다르기 때문에 설비와 구체적인 공정도 크게 다르고 결과도 다르며 각각 장단점이 있다.초기에 이런 방법은 적극적인 연구를 받았다. 2. CVD 수평 성장 CVD lateral growth is a lateral epitaxial growth method on SiO2, which is called ELO (epitaxial lateral over growth) method for short. It is developed in the choice of extension, and it is highly valued by people. This is because the silicon epitaxial growth technology is relatively mature, the processing temperature is low (1050 ~ 1150℃), far lower than the Si melting temperature, which will not cause serious redistribution of substrate impurities, and it is expected to be used in the fabrication of 3D IC. The basic process of this method is to use photolithography technology to open the substrate window on the SiO2 film, epitaxial grow silicon at the window, and inhibit the silicon nucleation on the SiO2surface. When the window area is full of silicon, the lateral epitaxy can be carried out with a large ratio of the growth rate of transverse to longitudinal. The key of this method is how to inhibit the nucleation on SiO2. At present, the growth / corrosion process is used to solve this problem, that is, stop the growth after each growth period, and introduce HCl gas phase corrosion to remove the silicon deposited on SiO2. Then the second growth / corrosion was carried out until the window was full, and the growth / corrosion continued to be repeated for lateral growth. Finally, the silicon film was connected into a piece and grew to the required thickness, and the electrical properties and device properties of the obtained SOI structure were close to those of conventional epitaxial growth under the same conditions. At present, the polycrystalline nucleus on the SiO2 film can not be completely removed, which affects the quality of ELO film. In addition, the width of lateral growth is not very wide. 3. 산소이온 주입으로 형성된 SOI 구조 This method is also called SIMOX (separation by implantable oxygen). It is a method of forming SiO2 buried layer with stoichiometric ratio by oxygen ion implantation. The amount of oxygen ion implanted is about 1.2 ~ 1.8 × 10 / cm2. The depth of buried layer is related to the injected energy. If the depth of buried layer is 0.5 μ m, the injected energy is about 500kev. If the depth is 1um, 1MeV is needed In order to obtain the abrupt Si-SiO2 interface, the dose of oxygen ion implantation is usually over 1.8 × 1018 / cm2. When the dose is insufficient, twin layer will appear at the upper interface. Fig. 5-22 is a schematic diagram of the interface state between the injection dose and the silicon dioxide. After oxygen ion implantation, annealing heat treatment must be carried out at high temperature to form SiO2 and eliminate lattice damage. The treatment temperature is 1150 ~ 1250℃, and the time is 2H. Before annealing, the deposition of a layer of SiO2 on the surface of silicon wafer can improve the annealing effect and reduce the surface defects. SIMOX 방법은 간단하고 쉽기 때문에 전통적인 실리콘 부품 기술과 완전히 호환되는 좋은 단결정층을 얻을 수 있다.가장 매력적인 SOI 기술이라고 할 수 있지만 3D 부품을 만들 수 없다는 단점이 있습니다. 4. 웨이퍼 표면 접합 In this method, two silicon wafers are bonded together through the SiO2 layer on the surface, and then the back surface is thinned by corrosion and other methods to obtain SOI structure. One of the methods is to oxidize one of the two polishing pieces of silicon to form a SiO2 film, stick the other piece on it, heat treat in an oxygen atmosphere, and bond together through the polymerization of the silicon oxygen bond at the interface during the oxidation heat treatment. This method is relatively simple, but it is difficult to reduce the thickness. In addition, it requires high flatness of the film, otherwise the whole interface is difficult to fully fit. This method is developing rapidly. SOI 기술은 여러 해 동안 연구되었으며 몇 가지 성과를 거두었습니다.많은 선진 공업 국가들은 이 방면에 대량의 노력을 투입했다.일단 획기적인 진전을 이룩하면 그 응용 전망은 매우 넓다.
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