硅—硅直接鍵合工藝機(jī)理和模擬的研究.pdf

1、　　本文的研究工作是圍繞大功率器件的硅-硅直接鍵合技術(shù)展開的：研究鍵合工藝機(jī)理以消除界面空洞，研究工藝模型以模擬鍵合過(guò)程中雜質(zhì)分布和對(duì)鍵合技術(shù)制備高壓大功率p-i-n二極管的研究。　　本文研究了硅-硅直接鍵合技術(shù)的工藝機(jī)理，提出了高溫退火的“開合”過(guò)程。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和理論分析發(fā)現(xiàn)，在高溫(900℃以上)退火的過(guò)程中，鍵合界面應(yīng)該有一個(gè)時(shí)間很短的“開合”過(guò)程，這個(gè)過(guò)程與鍵合界面空洞的產(chǎn)生機(jī)制密切相關(guān)，如果“開合”過(guò)程不充分，鍵合界面就

2、會(huì)產(chǎn)生空洞，并且不容易消除；研究了硅-硅直接鍵合工藝模型；研究了鍵合技術(shù)制備高壓大功率p-i-n二極管的疏水鍵合技術(shù)，與外延技術(shù)相比較，鍵合技術(shù)有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：雜質(zhì)分布陡、N-或P-層缺陷密度小、少子壽命長(zhǎng)、串聯(lián)電阻小。經(jīng)過(guò)流片實(shí)驗(yàn)證明，鍵合襯底制備的高壓p-i-n二極管的電學(xué)性能明顯優(yōu)于外延襯底。另外，為了避免界面的缺陷對(duì)器件性能的影響，對(duì)鍵合工藝進(jìn)行改進(jìn)，利用反外延技術(shù)和硅-硅直接鍵合技術(shù)制備SOI襯底的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種新結(jié)構(gòu)的襯底，