本文選題：應(yīng)變　切入點(diǎn)：絕緣襯底上的硅　出處：《杭州電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：眾所周知,采用傳統(tǒng)的縮小器件尺寸的方法來(lái)提高晶體管性能越來(lái)越受到成本和技術(shù)的限制,從而限制了摩爾定律的進(jìn)一步發(fā)展。絕緣襯底上應(yīng)變硅(sSOI)將應(yīng)變硅技術(shù)和SOI技術(shù)相結(jié)合,具有遷移率高,體硅工藝完全兼容,并具有體硅無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn):消除寄生閂鎖效應(yīng)、集成密度高、速度快,短溝道效應(yīng)小等優(yōu)勢(shì),無(wú)疑是最有希望的技術(shù)之一。正是在上述背景下,本論文結(jié)合中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所承擔(dān)的國(guó)家科技重大專項(xiàng)“新型硅基應(yīng)變材料”課題,以超薄sSOI納米薄膜為基底材料,開(kāi)展了懸浮橋型結(jié)構(gòu)納米薄膜應(yīng)變調(diào)節(jié)研究,引入氫氟酸蒸汽腐蝕,通過(guò)設(shè)計(jì)特定橋型結(jié)構(gòu),基于彈性形變理論,得到了單軸應(yīng)變4.65%的懸浮應(yīng)變硅納米線,并結(jié)合有限元軟件Comsol Multiphysics模擬仿真懸浮橋型結(jié)構(gòu)應(yīng)變分布進(jìn)行驗(yàn)證。本文主要的工作和研究?jī)?nèi)容如下:1、第一章介紹了應(yīng)變硅技術(shù)和SOI技術(shù)、硅基材料應(yīng)變引入方法和sSOI頂層應(yīng)變硅的應(yīng)變分布和類型轉(zhuǎn)化的研究。2、第二章介紹了應(yīng)變硅技術(shù)對(duì)載流子遷移率增強(qiáng)的理論分析,并對(duì)比了兩種應(yīng)變類型----單、雙軸應(yīng)變與遷移率的關(guān)系。3、第三章介紹了拉曼散射原理,推導(dǎo)拉曼硅峰位移量和應(yīng)變度的關(guān)系,通過(guò)對(duì)SOI頂層本征硅(不含應(yīng)變)進(jìn)行特定的懸浮橋型加工,在不同結(jié)構(gòu)尺寸和不同激光功率下,測(cè)量由熱效應(yīng)引入的虛應(yīng)變,為后續(xù)應(yīng)變測(cè)量實(shí)驗(yàn)提供校準(zhǔn)。4、第四章介紹sSOI材料的制備方法,引入氫氟酸蒸汽腐蝕系統(tǒng)消除表面張力,設(shè)計(jì)特定橋型結(jié)構(gòu)和基于彈性形變理論,得到了單軸應(yīng)變4.65%的懸浮應(yīng)變硅納米線。5、第五章利用有限元軟件Comsol Multiphysics模擬仿真懸浮橋型結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布和應(yīng)變類型。根據(jù)sSOI納米薄膜材料的性質(zhì),設(shè)置材料的彈性矩陣參數(shù),得出不同結(jié)構(gòu)尺寸下的應(yīng)變分布。
[Abstract]:As we all know, the traditional method of reducing device size to improve the performance of transistors is more and more limited by cost and technology. Therefore, the further development of Moore's law is limited. The strained silicon on the insulating substrate combines the strained silicon technology with the SOI technology, which has the advantages of high mobility, complete compatibility of bulk silicon process and incomparable advantages of bulk silicon: elimination of parasitic latch effect, The advantages of high integration density, high speed and small short channel effect are undoubtedly one of the most promising technologies. In this thesis, the ultra-thin sSOI nanocrystalline thin films were used as substrates, combined with the project "New Silicon based strain Materials", which was undertaken by the Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology, Chinese Academy of Sciences. The strain regulation of suspension bridge structure nanocrystalline film was studied. Hydrofluoric acid vapor corrosion was introduced. Based on elastic deformation theory, suspension strain silicon nanowires with uniaxial strain 4.65% were obtained by designing a special bridge structure. The strain distribution of suspension bridge structure is simulated by finite element software Comsol Multiphysics. The main work and research contents of this paper are as follows: 1. In the first chapter, strain silicon technology and SOI technology are introduced. The strain introduction method of silicon-based materials and the study of strain distribution and type transformation of strain silicon on top of sSOI. In the second chapter, the theoretical analysis of carrier mobility enhancement by strain silicon technique is introduced, and two strain types-single strain are compared. The relationship between biaxial strain and mobility. In chapter 3, the principle of Raman scattering is introduced, and the relationship between the displacement of Raman silicon peak and strain degree is deduced. Under different structure and different laser power, the virtual strain induced by thermal effect was measured. The preparation method of sSOI material was introduced in Chapter 4, 4th for the subsequent strain measurement experiment, and the surface tension was eliminated by introducing hydrofluoric acid vapor corrosion system. Design of specific bridge structures and based on elastic deformation theory, The suspension strain silicon nanowires of uniaxial strain 4.65%. 5. 5th. The strain distribution and strain type of suspension bridge structure are simulated by finite element software Comsol Multiphysics. According to the properties of sSOI nanofilm material, the elastic matrix parameters of the material are set up. The strain distribution under different structure sizes is obtained.
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN32

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本文編號(hào)：1567969