1.3.3 外延与SOI衬底

外延硅衬底是一种抗辐射特性优良的衬底,不过其缺点是衬底自身的价格高。为了进一步提高抗闩锁和抗辐射特性,采用将衬底用绝缘层隔离的SOI结构。在这种结构上制作的器件与衬底表面器件相比较,寄生电容可以减小到1/3,是一种能够实现超高速、超低功耗电路的结构,已经应用于最新的一些集成电路的制造。

注氧隔离法是在硅衬底上注入高浓度的氧离子,经过高温退火,形成氧化埋层,因此容易得到SOI层,但是SOI层与氧化层界面上的缺陷比较多。衬底键合法是将两片基片氧化膜键合,然后对键合的上基片研磨、腐蚀,形成SOI层。这样得到的SOI层性能优良,但是难以得到薄而均匀的SOI层。智能剥离法是一种将氢离子注入与衬底键合结合的方法,高浓度的氢离子注入层由于退火而形成微空腔,使该层从硅片剥落下来。有关SOI技术请读者参阅附录A的参考文献。