uu.seUppsala universitets publikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Oxygen out-diffusion from buried layers in SOI and SiC-SOI substrates
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Tekniska sektionen, Institutionen för teknikvetenskaper, Fasta tillståndets elektronik. (komponentgrupp)
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Tekniska sektionen, Institutionen för teknikvetenskaper, Fasta tillståndets elektronik.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Tekniska sektionen, Institutionen för teknikvetenskaper, Mikrostrukturlaboratoriet, MSL.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Tekniska sektionen, Institutionen för teknikvetenskaper, Fasta tillståndets elektronik. (komponentgrupp)
Visa övriga samt affilieringar
2010 (Engelska)Ingår i: Solid-State Electronics, ISSN 0038-1101, E-ISSN 1879-2405, Vol. 54, nr 2, s. 153-157Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

We have made a comparative study of the oxygen out-diffusion process during heat treatment of SOI wafers and SiC-SOI hybrid substrates. SOI materials with three different thicknesses (2, 20 and 410 nm) of buried oxide (BOX) were used in the investigation High-resolution cross-sectional transmission electron microscopy (HRXTEM) together with laser interferometry was used to determine the remaining thickness of the BOX-layer after heat treatment. After complete removal of the BOX-layer of SOI wafers, the St/Si interface appears to be sharp and defect-free. Similar results were obtained for SiC-SOI hybrid substrates after removal of the entire buried oxide layer. For all combinations investigated oxide removal was accompanied by a thickness reduction and roughening of the silicon surface layer as verified by atomic force microscopy (AFM).

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2010. Vol. 54, nr 2, s. 153-157
Nyckelord [en]
Oxygen out-diffusion, SOI, silicon carbide, SiC-SOI
Nationell ämneskategori
Den kondenserade materiens fysik Teknik och teknologier
Forskningsämne
Teknisk fysik med inriktning mot elektronik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:uu:diva-117563DOI: 10.1016/j.sse.2009.12.011ISI: 000275691400012OAI: oai:DiVA.org:uu-117563DiVA, id: diva2:297977
Tillgänglig från: 2012-08-23 Skapad: 2010-02-19 Senast uppdaterad: 2017-12-12Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Fabrication and Characterization of Si-on-SiC Hybrid Substrates
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Fabrication and Characterization of Si-on-SiC Hybrid Substrates
2013 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

In this thesis, we are making a new approach to fabricate silicon on insulator (SOI). By replacing the buried silicon dioxide and the silicon handling wafer with silicon carbide through hydrophilic wafer bonding, we have achieved silicon on crystalline silicon carbide for the first time and silicon on polycrystalline silicon carbide substrates at 150 mm wafer size. The conditions for the wafer bonding are studied and the surface and bond interface are characterized. Stress free and interfacial defect free hybrid wafer bonding has been achieved.

The thermally unfavourable interfacial oxide that originates from the hydrophilic treatment has been removed through high temperature annealing, denoted as Ox-away. Based on the experimental observations, a model to explain the dynamics of this process has been proposed. Ox-away together with spheroidization are found to be the responsible theories for the behaviour. The activation energy for this process is estimated as 6.4 eV.

Wafer bonding of Si and polycrystalline SiC has been realised by an intermediate layer of amorphous Si. This layer recrystallizes to some extent during heat treatment.

Electronic and thermal testing structures have been fabricated on the 150 mm silicon on polycrystalline silicon carbide hybrid substrate and on the SOI reference substrate. It is shown that our hybrid substrates have similar or improved electrical performance and 2.5 times better thermal conductivity than their SOI counterpart. 2D simulations together with the experimental measurements have been carried out to extract the thermal conductivity of polycrystalline silicon carbide as κpSiC = 2.7 WK-1cm-1.

The realised Si-on-SiC hybrid wafer has been shown to be thermally and electrically superior to conventional SOI and opens up for hybrid integration of silicon and wide band gap material as SiC and GaN.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2013. s. 58
Serie
Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, ISSN 1651-6214 ; 1093
Nyckelord
hydrophilic wafer bonding, silicon on silicon carbide, hybrid substrate, oxygen out-diffusion
Nationell ämneskategori
Teknik och teknologier
Forskningsämne
Teknisk fysik med inriktning mot elektronik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-221664 (URN)978-91-554-8794-2 (ISBN)
Disputation
2014-05-16, 2001, Ångströmlaboratoriet, Lägerhyddsvägen 1, Uppsala, 09:30 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2014-04-11 Skapad: 2014-04-03 Senast uppdaterad: 2014-07-25

Open Access i DiVA

sammanfattning(68 kB)49 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 68 kBChecksumma SHA-512
0f730cd44dc174b620da727a0f614e7f109687c37f97dc3c4ed557617e2250c2d8058a411d6f0f4b7d7dbd62bc95b9d09a51b3619f94f60479146448c32cd53c
Typ summaryMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltext

Personposter BETA

Li, Ling-GuangVallin, ÖrjanLu, JunSmith, UlfNorström, HansOlsson, Jörgen

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Li, Ling-GuangVallin, ÖrjanLu, JunSmith, UlfNorström, HansOlsson, Jörgen
Av organisationen
Fasta tillståndets elektronikMikrostrukturlaboratoriet, MSL
I samma tidskrift
Solid-State Electronics
Den kondenserade materiens fysikTeknik och teknologier

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 1114 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf