光通信用厚膜SOI材料的制备与研究.pdf

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1、第10卷第4期功能材料与器件学报VOI.10,NO.42004年12月JOURNALOFFUNCTIONALMATERIALSANDDEVICESDec.,2004文章编号:1007-4252(2004)04-0432-05光通信用厚膜SOI材料的制备与研究程新利1,2，林志浪1，王永进1，肖海波1，张峰1，邹世昌1(1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要：利用SIMOX技术和硅外延工艺制备了厚膜SOI材料。采用SeccO液腐蚀、椭圆偏振仪(SE)、扩展电阻(SRP)等技术对材料的性能进行了表征

2、，分析了外延硅层中缺陷产生的主要原因。外延层电阻率纵向分布均匀,其缺陷主要来源于衬底缺陷延伸和表面的不平整。用制备的厚膜SOI材料制作了脊型光波导并完成了光损耗测试实验,得到了传输损耗为0.4dB/cm的波导结构。关键词：厚膜SOI材料；缺陷；光波导中图分类号：O782+.9文献标识码:APreparationandinvestigationofthickSOIfilmsappliedtophoto-communication1,2，LINZhi-Iang1，WANGYOng-jin1，CHENGXin-Ii1，ZHANGFeng1，ZOUShi-chang1X

3、IAOHai-bO(1.ShanghaiInstituteOfMicrOsystemandInfOrmatiOnTechnOIOgy,ChineseAcademyOfSciences,Shanghai200050，China;2.GraduateSchOOIOftheChineseAcademyOfSciences,Beijing100039,China)Abstract:ThethickSOIfiImswerepreparedbySIMOXtechnOIOgyandSiepitaxyprOcess.ThethickSOImateriaIswerecharact

4、erizedbySeccOetching,SEandSRP.ThedisIOcatiOnsandstackingfauItsinepitaxiaISiIayermainIyresuItfrOmthedisIOcatiOnsintheSIMOXSOIsubstrateandtherOughnessOfthesubstratesurface.TheguaIityOfSOIsubstrateaffectsepitaxiaISiIayergreatIy.TheresistivityOfepitaxiaIIayerisunifOrm.Theribwaveguidewasf

5、abricatedOnthethickSOImateriaI.LightcantransmitinthewaveguidesuccessfuIIyandtheIOssis0.4dB/cm.Keywords：thickSOImateriaI；defect；OpticaIwaveguide1引言实现了全介质隔离，具有优良的抗辐照能力，这是体微电子技术的发展促进了对高性能半导体材料硅无法比拟的。SOI器件可以在航空航天及辐照等恶劣环境下正常工作，而且还能在300O的研究，SO（ISiIicOnOnInsuIatOr）材料由于自身的结C高温下工构特点，受到了广泛的重视，

6、用其做成的器件具有很作，这对于在高温下工作的汽车和航空航天通信电[1]多优点。SOI器件将电路做在绝缘层上的薄硅膜内，路来说是极其重要的。另外SOI材料顶层硅对光收稿日期:2004-03-09;修订日期:2004-05-31基金项目:863计划(NO.2001AA312070)作者简介：程新利（1976-），男，博士生(E-maiI:chengxinIi@hOtmaiI.cOm).4期程新利等:光通信用厚膜SOI材料的制备与研究433通信用波长（1.30!m和1.55!m）几乎是透明的，用HCI腐蚀1min进行抛光，沉积速率0.7-0.8!/来作为光波导层，材料

7、自身的吸收损耗很小，顶层硅min，沉积时间10min,沉积时掺杂源用P2H6。SOI衬和埋层SiO折射率相差较大，可以对光波起很好的底表层硅缺陷利用改进SeccO液腐蚀[6]2,然后用稀释限制作用，减少光波的泄漏，因而SOI材料可以作为HF缀饰,外延层表面缺陷利用SeccO液腐蚀，用显良好的光波导材料。利用SOI材料作光波导器件的微镜观察计算两者缺陷密度。外延后样品厚度和折工作已经展开[2-4]。用SOI材料制作波导器件的工射率用V-VASEwithAutORetarder型椭圆偏振仪艺与集成电路工艺是兼容的，容易实现SOI平面光（SE）测量，SIMOXSOI衬

8、底表面用原子力显微镜波导