与传统体硅相比,绝缘体上硅(SOI)衬底具有许多优势,包括低漏电流、低电容、低功耗、更好地抵抗短沟道效应(SCE)和卓越的缩放能力[1 – 4]。这使得SOI衬底不仅适用于传统的MOSFET,而且由于天然的衬底隔离[5 – 8]和更简单的多栅极设计,它也对新型半导体器件具有吸引力,例如TFET和Z2-FET。此外,建立在SOI平台上的光电探测器(PD)也表现出优异的光电性能。高工作速度、高抗辐射和低寄生电容的优势使基于SOI的PD在电子和光子集成电路(EPIC)、光通信系统和航空航天等许多应用领域中极具竞争力[9 – 16]。为了在 SOI 薄膜中形成 pn 光电二极管,通常使用常规离子注入来掺杂 Si 沟道 [17]。然而,离子注入会损坏并降低 Si 的质量,这个问题在缺乏种子层以促进再结晶的超薄 SOI 薄膜中尤其严重。此外,用于激活掺杂剂的高温退火可能会引起应力和损坏,并进一步降低器件的性能。为了克服这些缺点,可以使用电场诱导的静电掺杂 [18,19] 来形成 pn 结并完全避免离子注入。之前,我们已经证明在
高能离子的非弹性能量沉积是许多工业规模应用(如溅射和离子注入)的决定性量,但其由动态多粒子过程控制的底层物理通常仅被定性地理解。最近,对单晶靶材进行的透射实验(Phys. Rev. Lett. 124, 096601 和 Phys. Rev. A 102, 062803)揭示了沿不同轨迹的低能离子(比质子重)的非弹性能量损失的复杂能量缩放。我们使用类似蒙特卡洛的二元碰撞近似代码,并配备与撞击参数相关的非弹性能量损失模型,以评估这些情况下局部贡献对电子激发的作用。我们将计算出的轨迹的角强度分布与实验结果进行了比较,其中 50 keV 4 He 和 100 keV 29 Si 离子在飞行时间装置中传输通过单晶硅 (001) 箔(标称厚度分别为 200 和 50 nm)。在这些计算中,我们采用了不同的电子能量损失模型,即轻弹丸和重弹丸的局部和非局部形式。我们发现,无论晶体相对于入射光束的排列如何,绝大多数弹丸最终都会沿着它们的轨迹被引导。然而,只有当考虑局部电子能量损失时,模拟的二维图和能量分布才会与实验结果高度一致,其中引导会显著减少停止,特别是对于较重的弹丸。我们通过评估离子范围与随机表面层厚度的非线性和非单调缩放来证明这些影响与离子注入的相关性。
[2025 年 1 月 20 日至 31 日,16:00 至 20:00] ▪ 半导体制造 - 制造半导体器件(如集成电路 (IC))的过程 ▪ CMOS 制造 ▪ 晶体生长和清洗 ▪ 热氧化和后端技术 ▪ 光刻和蚀刻 ▪ 扩散和离子注入 ▪ 沉积和蚀刻(PVD、CVD、PECVD) ▪ 半导体键合、封装和测试 - 保护半导体器件并将其连接到外部环境的过程 ▪ 组装和包装 ▪ 半导体封装中使用的材料,如陶瓷和塑料 ▪ 用于连接组件的引线键合或倒装芯片键合技术 ▪ 测试封装设备以确保其符合性能规范
氧化是将晶圆上的硅转化为二氧化硅的过程。硅和氧的化学反应在室温下就开始了,但在形成非常薄的天然氧化膜后停止。为了获得有效的氧化速率,晶圆必须在高温下放入有氧气或水蒸气的炉子中。二氧化硅层用作高质量绝缘体或离子注入的掩模。硅形成高质量二氧化硅的能力是硅仍然是 IC 制造中的主要材料的重要原因。氧化技术 1. 将清洁的晶圆放置在晶圆装载站中,然后将干氮 (N2) 引入腔室。当炉子达到所需温度时,氮气可防止发生氧化。
MSEC 7395M。半导体器件和加工。本课程介绍半导体器件的基础知识、硅和复合半导体材料制造、光刻、蚀刻、控制掺杂剂分布以形成纳米级器件所需的浅结、离子注入和微结构工程、不同类型的掺杂现象、载流子作用和电荷传输特性、缺陷微结构、低电阻率欧姆接触以及传统和新兴微/纳米电子器件的不同制造概念。此外,学生将参与实验室项目和研讨会演讲。先决条件:MSEC 7401,成绩为“B”或更高。3 个学分。3 个讲座接触小时。0 个实验室接触小时。课程属性:从 3 连读处理中排除|主题评分模式:标准字母
摘要 — 我们介绍了一种 SOI 波导耦合锗光电二极管,它在 2 V 反向偏压下具有非常高的 OE -3 dB 带宽 ≥ 110 GHz。这种性能是通过一种新颖的结构实现的,即将锗夹在两个原位掺杂的硅区域之间。这种制造方法可以避免将离子注入锗,这无疑有利于带宽,因为少数载流子扩散效应受到强烈抑制。在 1550 nm (-2 V) 时实现了 >0.6 A/W 的响应度,而该器件的暗电流约为 300 nA (-2 V)。据我们所知,这是最先进的锗光电探测器,具有带宽、最先进的响应度以及中等暗电流。我们证明,这种新型光电二极管可以高产量制造。
光学显微镜显示蚀刻后表面清晰无特征。总之,我们描述了一种制造可靠、易于去除的高能高剂量离子注入掩模的新工艺。要注入的样品以额外的 AIGaAs 金属剥离层作为表面层,在其上通过常规光刻胶剥离技术对金属掩模进行图案化。注入后,通过使用 HCl 选择性蚀刻 AIGaAs 来去除 AIGaAs 金属剥离层和金属掩模。由于 HCl 的选择性,在去除金属掩模期间底层外延结构不会受损。这项工作得到了国家科学基金会化合物半导体微电子工程研究中心 (CDR-85-22666)、材料研究实验室 (DMR-86-12860) 和海军研究实验室 (NOOO14-88-K-2oo5) 的支持。
我们展示了用于样品合成、制备和改性的设备,这些设备可在乌普萨拉大学 Tandem 实验室国家研究基础设施的离子注入机设施中使用中能离子束进行原位研究。集成仪器可实现受控薄膜合成、改性和特性分析,适用于研究近表面过程,例如薄膜生长、相变、氧化、退火、催化或离子注入。我们描述了可用的仪器及其规格,并展示了四个演示实验,特别关注获得的原位能力,涉及 1) 薄膜的蒸发和热合金化 - 镍硅化物 2) 反应磁控溅射和受控氧化 - 光致变色 YHO 3) 溅射和低能注入 - 钨中的氢和 4) 敏感系统的表面清洁 - 自支撑硅膜。
iwave设备是双极的,这意味着它们使用两个发射器来创建相等数量的正离子和负离子。将这些离子注入空气流中时,它们会减少传递的污染物,气体和气味。当离子发射到气流中时,它们将减少某些病毒和细菌*。与离子接触对某些病毒和细菌具有杀生作用,这些病毒和细菌最终破坏了其表面蛋白并使它们不活跃。离子还附着在灰尘和其他颗粒上,使它们结合在一起,直到它们足够大以被过滤器捕获。iwave的技术产生的离子与大自然在闪电,瀑布,海浪等中产生的离子相同。自然使用离子能量分解分子,自然清洁空气。iWave经过验证以满足UL 867臭氧要求。
晶圆处理 湿法清洗 溶剂清洗 Piranha 溶液 RCA 清洗 光刻 离子注入 干法蚀刻 湿法蚀刻 等离子灰化 热处理 快速热退火 炉退火 热氧化 化学气相沉积 (CVD) 物理气相沉积 (PVD) 分子束外延 (MBE) 电化学沉积 (ECD) 化学机械平坦化 (CMP) 晶圆测试 晶圆背面研磨 芯片制备 晶圆安装 芯片切割 IC 封装 芯片附着 IC 键合 引线键合 热超声键合 倒装芯片 晶圆键合 胶带自动键合 (TAB) IC 封装 烘烤 电镀 激光打标 修整和成型 IC 测试