SE465492B - Halvledarkomponent innehaallande ett diamantskikt som aer anordnat mellan ett substrat och ett aktivt skikt och foerfarande foer dess framstaellning - Google Patents

Halvledarkomponent innehaallande ett diamantskikt som aer anordnat mellan ett substrat och ett aktivt skikt och foerfarande foer dess framstaellning

Info

Publication number
SE465492B
SE465492B SE9000245A SE9000245A SE465492B SE 465492 B SE465492 B SE 465492B SE 9000245 A SE9000245 A SE 9000245A SE 9000245 A SE9000245 A SE 9000245A SE 465492 B SE465492 B SE 465492B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
substrate
active
diamond
silicon
Prior art date
Application number
SE9000245A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9000245D0 (sv
SE9000245L (sv
Inventor
P Svedberg
Original Assignee
Asea Brown Boveri
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri filed Critical Asea Brown Boveri
Priority to SE9000245A priority Critical patent/SE465492B/sv
Publication of SE9000245D0 publication Critical patent/SE9000245D0/sv
Priority to EP19910903273 priority patent/EP0513100A1/en
Priority to JP50384891A priority patent/JPH05503812A/ja
Priority to PCT/SE1991/000029 priority patent/WO1991011822A1/en
Publication of SE9000245L publication Critical patent/SE9000245L/sv
Publication of SE465492B publication Critical patent/SE465492B/sv

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
    • H01L21/2007—Bonding of semiconductor wafers to insulating substrates or to semiconducting substrates using an intermediate insulating layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

465 492 2 kan inverka menligt på funktionen hos de i det aktiva skiktet utbildade komponentema eller kretsarna.
REDoGöRELsE FÖR UPPFmNINGEN Uppfinningen avser att åstadkomma en halvledarkomponent av inledningsvis angivet slag, vilken uppvisar hög effekthanteringsförmåga och god strålningshärdighet och vid vilken den menliga inverkan av ofullständigt kontrollerade yttillstånd i gränsytan mellan det aktiva skiktet och det isolerande skiktet undvikes.
Uppfinningen avser vidare att åstadkomma ett förfarande för framställning av en sådan komponent.
Vad som känneteclmar en halvledarkomponent och ett förfarande enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.
FIGURER Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer 1 och 2. Fig 1 visar ett exempel på en halvledarkomponent enligt uppfinningen. Fig 2 åskådlig- gor ett exempel på förfarandet enligt uppfinningen.
BESKRIVNING Av UrFÖRmGsEmMPEL Fig 1 visar en halvledarkomponent enligt en utföxingsform av uppfinningen. Komponen- ten har ett substrat 1 i form av en monolciistallin lciselskiva. Substratet uppbär ett aktivt kiselskikt 5, i vilket komponentens aktiva delar är utbildade på i och för sig känt sätt. Det aktiva skiktet kan exempelvis ha en tjocklek på 0,6 um. Eventuellt kan substratet uppbära flera separata och bredvid varandra anordnade aktiva skikt.
Mellan substratet och det aktiva skiktet (eller de aktiva skikten) är ett polykristallint dia- mantskikt 3 anordnat, vilket ger erforderlig elektrisk isolation och separation mellan sub- stratet och det aktiva skiktet. Mellan diamantskiktet 3 och det aktiva skiktet 5 är ett tunt skikt 4 av ldseldioxid anordnat. Mellan diamantskiktet 3 och substratet är ett tunt kisel- skikt 2 anordnat. Detta skikt fyller en funktion vid den framställningsmetod som nedan .skall beskrivas men kan eventuellt utelämnas, t ex om en annan framställningsmetod an- vändes.
För att få hög strålningshärdighet görs kiseldioxidskiktet 4 så tunt som möjligt, vilket medför att endast ett litet antal laddningar kommer alstras i skiktet vid bestrålning. Skik- 3 465 492 tets tjocklek bör inte vara större än 0,05 pm för att den önskade höga strålningshärdig- heten skall uppnås, och enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är skíktets tjocklek högst 0,02 um, vilket ger en synnerligen god strålningshärdighet.
Strålningshärdigheten kan ytterligare ökas genom att en sådan processtelmik väljes för framställningen av kiseldioxidslciktet att detta får liten benägenhet att fånga in vid besuål- ning alstrade laddningar. En sådan lämplig processteknik är termisk oxideringi fuktig syrgas plus efterföljande värmebehandling i en inert atmosfär, t ex Ng, vid temperaturer under 900 °C.
Det polykristallina diamantskiktets 3 tjocklek optimeras med hänsyn dels till önskad ter- misk impedans och dels till inverkan på det aktiva slciktet från det underliggande sub- stratet. För att få en optimal effektfördelande termisk impedans mellan det aktiva skiktet och substratet bör skíktets 3 tjocklek väljas större än det aktiva skíktets tjocklek men till- räckligt låg för att begränsa odlingstiden och mekaniska påkänningar. För att man inte skall få genombrott i det aktiva skiktet på grund av alltför hög elektrisk fältstyrka får dia- mantslciktets tjocklek inte understiga ett första minimivärde, vilken beror bl a av den av- sedda arbetsspänningen mellan substratet och det aktiva skiktet. För att man inte skall få störande s k MOS-effekter (fälteffektverkan) i det aktiva skiktet från det underliggande substratet får diarnantskiktets tjocklek inte heller understiga ett andra rninirnivände, vilket beror bl a av den avsedda arbetsspänningen och av maximalt tillåten inducerad ytladdning i det aktiva skiktet. Slutligen bör diamantskiktets tjocklek ej heller understiga ett tredje minirnivärde, som beror av den för komponenten tillåtna kapacitiva kopplingen till sub- stratet. Vilket av de tre nu närrmda minirnivärdena som är störst och därmed ger den minsta tillåtna tjockleken hos diamantskiktet beror på avsedd driftspänning och på typen av lcretsar/lcomponenter som utbildats i det aktiva skiktet. Vid en tillämpning av uppfin- ningen, där de i det aktiva skiktet utbildade lcretsania utgjordes av snabba CMOS-lcretsar för låg arbetsspänning, har det visat sig lämpligt att ge diarnantskiktet 3 en tjocklek på ca 1 pm. Vid en annan tillämpning av uppfiningen, där den i det aktiva skiktet utbildade kom- ponenten utgjordes av en kopplingstransistor för en arbetsspänning på ca 1000 V, visade det sig lämpligt att ge diamantskiktet en tjocklek på ca 10 pm. Vid det förstnämnda exem- plet visade det sig vara kraven på undvikande av MOS-effekter och kapacitans som var dimensionerande, medan det i det andra exemplet var kravet på undvikande av genombrott i det aktiva skiktet som var dimensionerande.
Vid det ovan beskrivna utföringsexemplet utgörs substratet av kisel. Detta har visat sig fördelaktigt eftersom då substratet har samma termiska utvidgningskoefficient som det aktiva skiktet, vilket ger minsta möjliga mekaniska påkänningar på det aktiva skiktet vid 465 492 D4 temperaturändringar. Vidare har kisel god termisk ledníngsfömåga, vilket är väsentligt för ett effektivt bortförande av värme från det aktiva skiktet och för att kunna tillåta en hög effektbelastning på de i detta skikt utbildade komponentema eller kretsama. Altema- tivt kan dock substratet utgöras av något annat material, t ex safir.
Vid det ovan beskrivna utföringsexemplet är diatnaritskilctet polykristallint, men det kan altemativt vara monokristallint.
Vid en komponent enligt uppfinningen erhålles på grund av diamantmaterialets höga ter- miska konduktans och vännekapacitet en mycket god effekthanteringsförmåga hos de i det aktiva skiktet utbildade komponentema/lc-etsama. Effekthanteringsförmågan inom ett stort dynamiskt område blir i typiska fall den dubbla eller flerdubbla mot tidigare kända lGetsanVidare erhålles på grund av diamantmaterialets låga benägenhet att vid bestrålning fånga in laddningsbärare, och på grund av den ringa tjockleken hos kiseldioxidskiktet, en mycket god strålningshärdíghet. Med hjälp av det mellan diamantskiktet och det aktiva skiktet anordnade tunna kiseldioxidskiktet erhålles vidare en reduktion av inverkan på det aktiva skiktet av okontrollerade yttillstånd vid det aktiva skiktets mot substratet vända gränsyta och av uppladdningseffekteri de mellan det aktiva skiktet och substratet anord- nade isolerande skikten.
Fig 2a - 2f visar ett antal succesiva steg vid ett föredraget förfarande för framställning av en halvledarkomponent enligt uppfinningen. Utgångspunkt för fiamställningen är den i fig 2a visade kroppen A av monokristallint kisel. Den yta hos kroppen A som i den fär- diga komponenten skall vara vänd mot substratet förses som visas i fig 2b med ett kisel- dioxidskikt 4, t ex genom värmebehandling i närvaro av syre. I fig 2c visas hur på kísel- dioxidskiktet 4 ett polykristallint diamantskikt 3 alstras, tex genom CVD ( Chemical Vapour Deposition ) eller med hjälp av ett plasmajetförfarande. I fig 2d visas hur ett tunt skikt 2 av kisel appliceras på skiktet 3, t ex med hjälp av ett CVD-förfarande. För att ge ett gott resultat av den efterföljande bondningen slipas och/eller poleras ytan hos skiktet 2 så att ytan får hög planhet och ytjärnnhet. I fig 2e visas hur kroppen A bringas till anligg- ning med skiktet 2 mot substratets 1 yta. Genom en därpå följande vämrebehandlin g bringas skiktet 2 att fästa vid substratet, med s k vännebondning. Därefter avlägsnas som visas i fig 2f, t ex genom etsnin g, så mycket av den i figuren övre delen av kroppen A att av kroppen återstår det aktiva skiktet 5 med lämplig tjocklek för att utbilda de aktiva komponentema eller kretsarna. Till slut utbildas på i och för sig känt sätt de önskade aktiva komponenterna eller kretsarna i skiktet 5, varefter erforderliga anslutningsorgan utföres och komponenten kapslas.

Claims (1)

  1. 5 465 492 Patentkrav Halvledarkomponent innefattande ett substrat (1) samt ett på detta anordnat aktivt skikt (5) av kisel, i vilket komponentens aktiva delar är utbildade, k ä n- n e t e c k n a d a v a t t mellan substratet och det aktiva skiktet är anordnat ett slcikt (3) av diamant och mellan diamantskiktet och det aktiva skiktet ett skikt (4) av kiseldioxid. Halvledarkomponent enligt patentkravet 1 k ä n n e te c k n a d a v a tt kiseldioxidskiktet (4) är väsentligt tunnare än diamantskiktet (3). Halvledarkomponent enligt något av föregående patentkrav k ä n n e t e c k - n a d a v a tt kiseldioxidskiktets (4) tjocklek är högst 0,05 um. Halvledarkomponent enligt patentkravet 3 k ä n n e t e c k n a d a v a t t kiseldioxikskiktets (4) tjocklek är högst 0,02 um. Halvledarkomponent enligt något av föregående patentkrav k ä n n e t e c k - n a d a v a tt diamantskiktets (3) tjocklek är minst 1,0 ttm. Halvledarkomponent enligt något av föregående patentkrav k ä n n e te c k - n a d a v a t t diamantskiktet (3) är tjockare än det aktiva skiktet (5). Halvledarkomponent enligt något av föregående patentlcrav k ä n n e t e c k - n a d a v a tt substratet (1) utgörs av kisel. Förfarande för framställning av en halvledarkomponent med ett substrat ( 1) och ett på detta anordnat aktivt kiselsldkt (5) i vilket komponentens aktiva delar är utbildade, k ä n n e te c k n a t a v följande förfarandesteg: på en yta av en kisellcropp (A) utbildas ett kiseldioxidskikt (4), på kiseldioxidskiktet utbildas ett skikt (3) av diamant, lciselkroppen (A) bondas vid substratet (1) med diamantskiktet (3) mot substratet, 465 492 6 kiselkroppen (A) avlägsnas med undantag av dess närmast kiseldioxid- skiktet (4) belägna del, vilken utgör det aktiva skiktet (5), komponentens aktiva delar utbildas i det aktiva skiktet. Förfarande enligt patentkrav 8 k ä n n e t e c k n a t a v a t t efter utbildandet av diamantskilctet (3) øch före kisellcmppens (A) bondníng vid substratet (1) alstras ett kiselskikt (2) på diamantskiktets yta, varefter kiselskiktet bibringas en hög ytjänmhet. .¿\«
SE9000245A 1990-01-24 1990-01-24 Halvledarkomponent innehaallande ett diamantskikt som aer anordnat mellan ett substrat och ett aktivt skikt och foerfarande foer dess framstaellning SE465492B (sv)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9000245A SE465492B (sv) 1990-01-24 1990-01-24 Halvledarkomponent innehaallande ett diamantskikt som aer anordnat mellan ett substrat och ett aktivt skikt och foerfarande foer dess framstaellning
EP19910903273 EP0513100A1 (en) 1990-01-24 1991-01-17 Semiconductor device and method for its manufacture
JP50384891A JPH05503812A (ja) 1990-01-24 1991-01-17 半導体装置とそれの製造方法
PCT/SE1991/000029 WO1991011822A1 (en) 1990-01-24 1991-01-17 Semiconductor device and method for its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9000245A SE465492B (sv) 1990-01-24 1990-01-24 Halvledarkomponent innehaallande ett diamantskikt som aer anordnat mellan ett substrat och ett aktivt skikt och foerfarande foer dess framstaellning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9000245D0 SE9000245D0 (sv) 1990-01-24
SE9000245L SE9000245L (sv) 1991-07-25
SE465492B true SE465492B (sv) 1991-09-16

Family

ID=20378335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9000245A SE465492B (sv) 1990-01-24 1990-01-24 Halvledarkomponent innehaallande ett diamantskikt som aer anordnat mellan ett substrat och ett aktivt skikt och foerfarande foer dess framstaellning

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0513100A1 (sv)
JP (1) JPH05503812A (sv)
SE (1) SE465492B (sv)
WO (1) WO1991011822A1 (sv)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993001617A1 (en) * 1991-07-08 1993-01-21 Asea Brown Boveri Ab Method for the manufacture of a semiconductor component
US5561303A (en) * 1991-11-07 1996-10-01 Harris Corporation Silicon on diamond circuit structure
US5276338A (en) * 1992-05-15 1994-01-04 International Business Machines Corporation Bonded wafer structure having a buried insulation layer
JPH08505009A (ja) * 1992-12-18 1996-05-28 ハリス・コーポレーション ダイヤモンド上シリコンの回路構造物及びその製造方法
US5272104A (en) * 1993-03-11 1993-12-21 Harris Corporation Bonded wafer process incorporating diamond insulator
US5376579A (en) * 1993-07-02 1994-12-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Schemes to form silicon-on-diamond structure
IT1268123B1 (it) * 1994-10-13 1997-02-20 Sgs Thomson Microelectronics Fetta di materiale semiconduttore per la fabbricazione di dispositivi integrati e procedimento per la sua fabbricazione.
US6171931B1 (en) 1994-12-15 2001-01-09 Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. Wafer of semiconductor material for fabricating integrated devices, and process for its fabrication
EP0720223B1 (en) * 1994-12-30 2003-03-26 STMicroelectronics S.r.l. Process for the production of a semiconductor device having better interface adhesion between dielectric layers
FR2767605B1 (fr) * 1997-08-25 2001-05-11 Gec Alsthom Transport Sa Circuit integre de puissance, procede de fabrication d'un tel circuit et convertisseur incluant un tel circuit
US20020089016A1 (en) 1998-07-10 2002-07-11 Jean-Pierre Joly Thin layer semi-conductor structure comprising a heat distribution layer
FR2781082B1 (fr) * 1998-07-10 2002-09-20 Commissariat Energie Atomique Structure semiconductrice en couche mince comportant une couche de repartition de chaleur
US6552395B1 (en) * 2000-01-03 2003-04-22 Advanced Micro Devices, Inc. Higher thermal conductivity glass for SOI heat removal
FR3079662B1 (fr) * 2018-03-30 2020-02-28 Soitec Substrat pour applications radiofrequences et procede de fabrication associe

Also Published As

Publication number Publication date
SE9000245D0 (sv) 1990-01-24
WO1991011822A1 (en) 1991-08-08
SE9000245L (sv) 1991-07-25
EP0513100A1 (en) 1992-11-19
JPH05503812A (ja) 1993-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5376579A (en) Schemes to form silicon-on-diamond structure
SE465492B (sv) Halvledarkomponent innehaallande ett diamantskikt som aer anordnat mellan ett substrat och ett aktivt skikt och foerfarande foer dess framstaellning
US6255195B1 (en) Method for forming a bonded substrate containing a planar intrinsic gettering zone and substrate formed by said method
US4771016A (en) Using a rapid thermal process for manufacturing a wafer bonded soi semiconductor
US6743662B2 (en) Silicon-on-insulator wafer for RF integrated circuit
KR100311886B1 (ko) 실리콘-온-절연체기판의 표면실리콘층의두께를변화시키기위한방법
US5086011A (en) Process for producing thin single crystal silicon islands on insulator
JPH06231675A (ja) シリコン電界放出エミッタ及びその製造方法
KR20060125721A (ko) Ｍｅｍｓ 기반 접촉 전도성 정전기 처크
US3416224A (en) Integrated semiconductor devices and fabrication methods therefor
US5989981A (en) Method of manufacturing SOI substrate
US3397448A (en) Semiconductor integrated circuits and method of making same
CN101661872A (zh) 用于制造半导体器件的方法
US20160240366A1 (en) Processing of Semiconductor Devices
CN116613058A (zh) 一种复合基底、复合薄膜及其制备方法
JP2007165878A (ja) 基板上に少なくとも１つの単結晶層を含む構成要素の製作方法
JPH0572107B2 (sv)
TWI612567B (zh) 半導體裝置的製造方法
US3577044A (en) Integrated semiconductor devices and fabrication methods therefor
JPH10144779A (ja) 静電チャック
JPH01302740A (ja) 誘電体分離半導体基板およびその製造方法
JPH08154387A (ja) 静電チャック
CN112635393B (zh) Soi衬底的处理方法
SE469863B (sv) Halvledarkomponent, halvledarskiva för framställning av halvledarkomponent samt förfarande för framställning av sådan halvledarskiva
CN117038436A (zh) 半导体结构及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9000245-2

Effective date: 19940810

Format of ref document f/p: F