SOI CMOS技術(shù)及其應(yīng)用

內(nèi)容概要

本書從材料、器件、工藝和電路角度系統(tǒng)地介紹SOI CMOS技術(shù)。全書共分8章，從SOI材料的主要制備技術(shù)以及表征技術(shù)開始，詳細(xì)分析和闡述SOI MOS器件的主要基本特性和物理效應(yīng)，包括浮體效應(yīng)、短溝效應(yīng)、窄溝效應(yīng)、邊緣效應(yīng)、熱載流子效應(yīng)、自加熱效應(yīng)以及器件的瞬態(tài)特性、噪聲特性和抗輻射特性等；然后從定量分析的角度介紹器件的理論模型；介紹SOI CMOS工藝制備技術(shù)以及一些很有潛力的新型SOI器件；最后重點(diǎn)介紹SOI CMOS電路應(yīng)用，包括SOI微處理器電路、數(shù)模混合信號(hào)電路、射頻集成電路、存儲(chǔ)器電路以及高溫高壓SOI電路等。本書取材新穎，涵蓋了SOI CMOS技術(shù)的基本知識(shí)和最新進(jìn)展。    本書可作為微電子專業(yè)的研究生和高年級(jí)本科生以及專業(yè)技術(shù)人員的重要參考書，也可以作為信息領(lǐng)域其他專業(yè)的學(xué)生和相關(guān)科研人員、工程技術(shù)人員的重要參考資料。

作者簡介

黃如，女，教授，博士生導(dǎo)師。北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院副院長，微電子學(xué)研究院院長  研究方向： SOI技術(shù)；納米尺度半導(dǎo)體新結(jié)構(gòu)邏輯和存儲(chǔ)器件；模型模擬及射頻相關(guān)技術(shù)等
2006年獲國家杰出青年科學(xué)家基金，2008年獲聘長江學(xué)者特聘教授；現(xiàn)為《中國科學(xué)》副主編、信息產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展“十一五”計(jì)劃和2020年中長期規(guī)劃編制專家組專家；中國電子學(xué)會(huì)半導(dǎo)體與集成技術(shù)分會(huì)委員會(huì)委員；專業(yè)國際核心期刊”IEEE Transactions on Electron Devices”的editor。
現(xiàn)主要從事新結(jié)構(gòu)、新工藝器件研究以及射頻電路相關(guān)技術(shù)研究。主持了國家973課題、863課題、國家杰出青年基金項(xiàng)目、國家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目、電子預(yù)研等多項(xiàng)國家項(xiàng)目。
在納米尺度新結(jié)構(gòu)器件、新工藝技術(shù)、器件可靠性、射頻元器件及相關(guān)電路技術(shù)等方面取得了若干創(chuàng)新成果，提出了面向不同應(yīng)用和不同集成電路技術(shù)代的新型準(zhǔn)SOI 器件、垂直雙柵器件、BOI FinFET結(jié)構(gòu)、基于傳統(tǒng)微電子加工方法的圍柵納米線器件、VDNROM和DDFG閃存器件等新器件技術(shù)；主持研究了DTV射頻調(diào)諧器和RF ID相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。
已合作出版著作4本，發(fā)表論文200余篇。獲得26項(xiàng)授權(quán)發(fā)明專利，獲專利申請(qǐng)?zhí)柕陌l(fā)明專利22項(xiàng)。
曾獲北京市科學(xué)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、中國青年科技獎(jiǎng)、教育部霍英東青年教師研究獎(jiǎng)、中國青年女科學(xué)家提名獎(jiǎng)、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃等部委級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。

書籍目錄

第1章 緒論   1.1 硅集成電路技術(shù)發(fā)展概況及存在的問題   1.2 SOI技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢   1.3 SOI技術(shù)存在的問題   1.4 SOI技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與展望   1.5 本書的章節(jié)安排   參考文獻(xiàn) 第2章 SOI材料制備技術(shù)   2.1 SOI材料的特點(diǎn)及技術(shù)分類   2.2 注入隔離技術(shù)     2.2.1 SIMOX技術(shù)     2.2.2 注氮隔離技術(shù)和注氧、氮隔離技術(shù)     2.2.3 SIMOX SOI材料的模型與模擬     2.2.4 改進(jìn)SIMOX材料質(zhì)量的途徑     2.2.5 注氧離子注入機(jī)     2.2.6 等離子體浸沒離子注入技術(shù)(PIII)   2.3 硅片鍵合SOI技術(shù)（BSOI）     2.3.1 硅-硅鍵合機(jī)理     2.3.2 硅-硅直接鍵合的相關(guān)問題     2.3.3 硅-硅直接鍵合工藝的表征技術(shù)     2.3.4 硅-硅直接鍵合的減薄技術(shù)   2.4 智能剝離技術(shù)     2.4.1 智能剝離技術(shù)中的離子注入     2.4.2 智能剝離技術(shù)鍵合前的表面處理     2.4.3 智能剝離技術(shù)中的退火   參考文獻(xiàn) 第3章 SOI材料特性的表征   3.1 晶體基本性質(zhì)的表征     3.1.1 晶向的確定     3.1.2 缺陷     3.1.3 晶化程度   3.2 硅膜厚度的測量     3.2.1 橢圓偏振光譜法     3.2.2 電學(xué)方法測量硅膜厚度     3.2.3 光譜反射法——薄硅膜厚度的測量     3.2.4 反射光譜極值法     3.2.5 傅里葉變換法——厚硅膜的測量   3.3 載流子壽命和表面復(fù)合     3.3.1 器件中的少數(shù)載流子壽命測量     3.3.2 表面光電壓法測量硅少子壽命   3.4 硅-二氧化硅界面態(tài)的測量     3.4.1 電容?電壓法     3.4.2 電荷泵法     3.4.3 直流電流-電壓法   3.5 硅層中的雜質(zhì)     3.5.1 硅中的碳雜質(zhì)     3.5.2 硅中的氧雜質(zhì)   參考文獻(xiàn)第4章 SOI MOS器件的基本特性   4.1 厚膜和薄膜SOI 器件及其主要工作模式     4.1.1 厚膜和薄膜SOI器件     4.1.2 SOI MOS器件的主要工作模式   4.2 背柵效應(yīng)   4.3 短溝道效應(yīng)和窄溝道效應(yīng)     4.3.1 短溝道效應(yīng)     4.3.2 窄溝道效應(yīng)   4.4 浮體效應(yīng)和器件的瞬態(tài)特性      4.4.1 Kink效應(yīng)     4.4.2 寄生雙極晶體管效應(yīng)     4.4.3 瞬態(tài)浮體效應(yīng)和器件的瞬態(tài)特性     4.4.4 線性區(qū)Kink效應(yīng)   4.5 邊緣效應(yīng)   4.6 自加熱效應(yīng)   4.7 熱載流子退化效應(yīng)     4.7.1 常規(guī)SOI器件的熱載流子退化特性     4.7.2 超薄柵SOI器件的熱載流子退化特性  4.8 噪聲特性   4.9 抗輻射特性     4.9.1 總劑量輻射效應(yīng)    4.9.2 單粒子事件     4.9.3 瞬時(shí)輻射效應(yīng)   參考文獻(xiàn)第5章 SOI MOS器件的理論模型   5.1 閾值電壓模型     5.1.1 長溝道SOI器件的閾值電壓模型     5.1.2 短溝道全耗盡SOI器件的閾值電壓模型   5.2 亞閾值模型     5.2.1 亞閾值斜率     5.2.2 亞閾值電流模型   5.3 強(qiáng)反型電流模型     5.3.1 分區(qū)模型     5.3.2 連續(xù)模型   5.4 二級(jí)物理效應(yīng)模型     5.4.1 短溝道效應(yīng)和DIBL效應(yīng)     5.4.2 漏致電導(dǎo)增強(qiáng)效應(yīng)     5.4.3 遷移率退化效應(yīng)     5.4.4 串聯(lián)電阻效應(yīng)     5.4.5 線性區(qū)電流與飽和區(qū)電流     5.4.6 溝道長度調(diào)制效應(yīng)     5.4.7 速度過沖效應(yīng)   5.5 浮體效應(yīng)和自加熱效應(yīng)模型     5.5.1 考慮浮體效應(yīng)的模型     5.5.2 考慮自加熱效應(yīng)的模型   參考文獻(xiàn)第6章 SOI器件與電路制備工藝   6.1 SOI器件與電路在工藝和設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)   6.2 SOI工藝中的一些關(guān)鍵問題     6.2.1 隔離工藝     6.2.2 自對(duì)準(zhǔn)硅化物工藝   6.3 抑制浮體效應(yīng)的途徑     6.3.1 體引出工藝抑制浮體效應(yīng)     6.3.2 抑制浮體效應(yīng)的工藝途徑   6.4 SOI CMOS器件和電路制備的工藝流程   參考文獻(xiàn)第7章 新型SOI MOS器件   7.1 動(dòng)態(tài)閾值MOS器件（柵控混合管）     7.1.1 工作機(jī)理及工藝     7.1.2 特性分析     7.1.3 存在的問題   7.2 超薄體SOI MOS器件     7.2.1 凹陷溝道和提升源漏超薄體SOI器件     7.2.2 超薄體器件的載流子遷移率和閾值電壓   7.3SOI 應(yīng)變溝道MOS器件     7.3.1 應(yīng)變溝道MOS器件的遷移率     7.3.2 SOI應(yīng)變溝道MOS器件   7.4 SON MOS器件      7.4.1 SOV MOS器件     7.4.2 SON MOS器件   7.5 雙柵SOI MOS器件     7.5.1 雙柵SOI MOS器件的基本特性     7.5.2 雙柵SOI MOS器件的按比例縮小理論     7.5.3 對(duì)稱雙柵和非對(duì)稱雙柵器件     7.5.4 雙柵SOI MOS器件結(jié)構(gòu)及制備工藝     7.5.5 多柵SOI MOS器件   參考文獻(xiàn) 第8章 SOI技術(shù)的若干典型應(yīng)用   8.1 在微處理器方面的應(yīng)用   8.2 在數(shù)?；旌霞呻娐分械膽?yīng)用   8.3 在射頻集成電路中的典型應(yīng)用     8.3.1 SOI技術(shù)應(yīng)用于射頻集成電路的可能性     8.3.2 基于SOI襯底的射頻有源器件     8.3.3 基于SOI襯底的射頻無源器件     8.3.4 基于SOI襯底的射頻電路   8.4 在存儲(chǔ)器中的應(yīng)用     8.4.1 SOI DRAM     8.4.2 SOI SRAM     8.4.3 SOI 閃存器     8.4.4 SOI TRAM   8.5 在高溫環(huán)境下的應(yīng)用     8.5.1 SOI器件高溫特性     8.5.2 SOI高溫電路應(yīng)用   8.6 在高壓領(lǐng)域的應(yīng)用     8.6.1 SOI技術(shù)在功率器件中的優(yōu)勢及問題     8.6.2 SOI高壓器件     8.6.3 SOI功率集成電路   參考文獻(xiàn)

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