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SOI大大降低了RF模拟电路和数字逻辑元件的串扰,可以很容易和无源器件相集成,高阻抗SOI和GPSOI衬底加强了这些优势,在CMOS射频集成电路中吸引了广泛注意。本论文在大量调研的基础上,详细研究了SIMOX HRSOI和Smartcut?方法制备GPSOI的工艺条件及其在单片集成电路中必不可缺少的、有多种应用的片上无源器件—CPW和集成电感。在本所的工艺线上进行了大量的实验研究,得到了以下主要结果: 1.成功地采用不同剂量注入制备了SIMOX HRSOI样品,突破了当前高阻SOI主要通过Smart-cut?方法制备的局限。研究发现对于全剂量高阻SOI样品,衬底电阻率在注入和高温退火后依然保持在>1 KΩ-cm;但是对于低剂量经过ITOX工艺的高阻SOI样品,扩展电阻结果表明衬底电阻率均比原始硅片有所下降,研究了电阻率下降的原因;经过优化工艺,制备出衬底电阻率>1 KΩ-cm的低剂量高阻SOI样品。采用DLTS和Pseudo-MOSFET表征了不同剂量的HRSOI的顶层硅电学特性。 2.首次把Smart-cut?技术和高温固相反应灵活地结合在一起,在SOI中引入一层高电导率的硅化钨层形成GPSOI新结构。研究发现,在800~1000℃下退火可以形成方块电阻比较较低的WSix层,同时顶层硅和SiO2中损伤的到了一定恢复;在更高温度下(>1000℃)下退火,金属W会同时向两边扩散,造成衬底电阻率以及SiO2埋层电阻率的降低。这一矛盾使得仔细研究W和Si固相反应条件,包括温度,气氛,精确控制W层和Si层厚度比例非常必要。 3.采用标准CMOS工艺在不同SOI衬底上制备了微带和微带集成电感器件,分析了CPW和集成电感的损耗机制。 (1)五种不同衬底材料上共面波导(CPW)线的损耗研究表明采用高阻SOI制备的CPW线在2GHz损耗仅为0.13dB/mm;SOG衬底上CPW研究表明在40GHz频率下损耗为0.18dB/mm,这个结果表明采用玻璃代替硅衬底可以大大降低高频下