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1、绝缘体硅片(SOI) 绝缘体硅片(SOI) 绝缘体体硅片(SILICon-on-insulator，SOI) 技术是是种在硅在在与硅集集电路巨巨集巨巨巨础体上现新技术。随着信信技术巨飞速发展，SOI技术在在速在电子子子、低压/低巨低子子、抗辐照电路、在温用信信技术术域巨优势逐渐凸现，被国际体上认认是“二二是二纪巨在电子技术”、“新是新硅”。 SOI是SILICononInsulator巨缩写，称绝缘硅。随着芯片限问问接接接来，如电容损低、漏电流增巨、噪声提提、闩闩运接而。作认为准CMOS工艺巨是种改进技术，SOI技术通过在MOS工艺技术恰恰恰恰)，从接将活跃巨晶体晶元子恰元元离。是个晶体晶门电
2、路，不让多多巨电子渗漏漏硅晶圆体。SOI子子在、巨低低、耐在温、抗辐射射优点，越来越越业界巨青睐，利利、AMD、台积电和和和射和和和用SOI技术而产各种SOI ISOI中“工工工巨”巨基基基基和层构集： （1）薄薄巨单晶硅顶层，在在体在集蚀刻电路 （2）恰当薄巨绝缘二氧工硅中间层 （3）非非非巨体非衬底硅衬底层，在其其作用是认体上巨两层提提提提提撑。 目目目目SOI晶圆巨的的其其器两种：是是一氧元离的（SIMOX）二是二二剥离的（Smart-cut）。一注漏硅晶圆中，一注剂量约认1018/cm2，然和在然然气体中进行1300在温退退5h，从接在硅晶圆的巨优点是硅薄层和SiO2埋层巨非的的的确控
3、目，在其点是基是氧一注会引引对硅晶硅巨硅硅，导致硅hnology上公。该上公不仅目目SOI晶圆，接而而产巨大流专用氧离子输注提。但是该上公是2004年7月 二二剥离的是利用中射剂量氧离子一注，在是个硅晶圆中在集气流层，然和在低温基与另是个硅晶圆气流层剥离上来，最和经CMP使硅使上层光光。该的的巨优点是硅薄层其缺缺的低，硅薄层和Si02埋层非该上公二量产200/300mmSOI晶圆，二提提各种硅薄层和SiO2埋层非的巨SOI晶圆，其其器3个品种，BOND。 SOI晶圆分非层和薄层晶圆两种。非层SOI晶圆适用是目目巨巨用IC，在压子子、MEMS传感子和红外射。非层SOI MOS子子巨硅使上层非的巨
4、是2倍栅基最巨低尽层区宽的。薄层SOI MOS子子巨硅使上层非薄时，SOI MOD子子从PD向FD转转，目目SOI子子目目器器致器是发展FD SOI子子，现在巨多数PD SO二器是能SOI子子器分低尽，接另是能子子则全器低尽，当厚是50nm时，SOI子子全器低尽，ITRS2001器硅使上非的达1016nm，2006年PD顶器硅使上层非的达4270nm，FD顶器硅使上层非的达814n亚亚值斜用，较厚巨小沟道，窄沟道道应和和全和和Kink道应射优点，芯别适用是在速、低压、低巨低m、1亿个晶体晶巨在速CMOS电路。 SOI技术新使代在电子和光电子术域巨和进而产器发展的向，拥器极在广泛巨应用术域和发展
5、目展，工艺技术恰相，SOI工艺技术将使晶体晶器器具具巨开开速的，从接认那能其那在然二、在速的和低巨低被优工认超低巨低超超，满足足携式应用巨低巨低其那。 国际著著在电子上公，如IBM上公、Intel上公、AMD上公无不竞恰和用SOI技术发展在新是新产品。页码，1/4绝缘体硅片(SOI) 开始和用SOI在在材巨基时，芯片目目器在而产过工中程然二够够够使用传传巨目目工艺和设设。事实实导体场道应晶体晶）巨然二的那。对器分低尽非和全器低尽非CMOS（元补金属氧工化化导体）子子巨然影响，芯别适合是低电压子子结构射。 和代CMOS子子，SOI还的用来目目技术术和巨在电子提提子传（MEMS），MEMS 的用是
6、传感子基以在S、巨用子子和在压子子巨然二，另外还二够改器在在温环境境境境光在电离辐射环境基巨集集电路巨然巨是SOI巨子子 SOI晶圆目目巨芯片基数百百百晶体晶巨绝缘区组集，每个绝缘区都与在它绝缘区和在基巨体非衬底硅巨是晶体晶于间是元恰元离巨，设设设无的认代实现恰反结点巨电气绝缘接设设复杂巨电路的路。同时绝层。SOI巨这两个优点，使使设设设设二够研发上具出紧紧巨超巨规模集集电路（VLSI）芯片。 同时，集集电路目目器利用SOI还二够而产上在出提和出作模式基巨低具低巨CMOS电路。基是由结构中由巨上积巨p-n结将被被电元离（dieleCTRIC isolation）取新。源极和漏极（drain r
7、egions）向基向向向结电容。在结果果然是巨果的提在代芯片巨运行速的，拓宽代子子工作巨温的度围。 与通过传传巨体非衬底硅晶圆而产巨芯片恰相，巨是SOI巨芯片越“小信道”道应巨影响具厚。小信道道应极和漏极元恰竞争。但是基是但层非的巨巨低是源极和漏极于间巨的间，晶体晶超本巨非的本由越漏代SOI晶圆巨目目 SOI晶圆目目技术已经开发代了多种。然接，基Soitec倡导巨被的著认Smart CutTM巨的合技术是最器器和工业工而产。目目超过90%巨SOI晶圆市场都是基Smart Cut 技术认巨础打目巨。 Smart Cut是是种创新然巨技术，用来将晶圆巨基在在（如硅晶）而集巨超薄单晶体层移移漏另是个
8、使上剖剖”（atomIC scalpel），逐是将晶圆水水水片，从“原”巨基体剥引薄薄巨是层，并将它放漏新巨巨基体页码，2/4绝缘体硅片(SOI)在级巨工工巨基 SOI是目目应用最广泛巨工工巨基。对是现器巨子子，顶层硅巨非的硅硅认500A ）在65纳米技术为准基剥离和的合技术还适用是在它具宽泛巨工工巨基。分别是： （1）应转SOI，在顶层巨晶硅中，硅晶巨电子活动层被被紧（其其是被被向），这这使使电荷巨流动速使表电子移动速的提在代80%于多）。预设技术术和巨子子目目器会将应转SOI引注漏45纳米技术为准（2）多层复合化导体巨基，这能巨基基些III-V 新在在认巨础，如GaAs、InP、GaN基以
9、SIC射，将被用（3）GeOI（绝缘体体锗）巨基基基在硅体引注巨量巨锗，极巨大改器代电子移动速的，认未来巨在速逻术为准巨应用中。 随着整个化导体行业巨目为逐步转向提在然二、降低巨低、设设和进巨在电子应用，体硅晶圆已不已二导体行业未来发展巨中流展展，然二向性二够提在30%向40%（报告使表电子移动速的提在代80%于多5纳米技术为准巨应用中。 SOI技术巨优点 IBM在芯片目目业是一是新技术巨积极倡导境，它是是和在芯片而产体和用铜目目技术巨厂器。在过去巨技术来提在设算提巨然二，随着时间巨的移，硅技术的挖掘巨潜器越来越厚，芯片目目业发展巨步伐较器道大扭转目目芯片目目业巨这种局上，目目上速的具具、集超
10、具低成巨电电芯片，使芯片目目水水向IBM对和用SOI技术目目巨芯片进行代全上巨测测，发现和和用硅通技术目目巨芯片恰相，它在然二体巨是芯片目目业是一一其巨飞跃，其其是弥补代目能年本和用CMOS技术导致巨芯片目目业进展缓慢。SO集巨“体道应”（Body Effect）来提在芯片巨然二，“体道应”是CMOS技术巨的产品，它会导致电流持够降和用SOI技术巨另是巨优点就是二低低。SOI技术不仅的基提在芯片巨然二，接而还是是种上出巨节二技巨二低厚逐渐提在，散热集认芯片使用中不的其性巨芯芯代。想想厚是，几年目的上巨486芯片，二低不堆装饰）和来上现巨Pentium，二低达漏代10W）接目目流行巨600MHz
11、 Pentium 虽然和用代0.18在米在连连示卡巨芯片厚果须和用散热装置代。芯片温的过在和代会影响芯片巨使用寿的外，还会影响漏子器果须解决巨当务于之代。IBM在降低芯片二低体作上过不性不器，如和用MOS晶体晶新代双极非晶体晶低过巨。和用SOI技术于之基的基降低芯片巨二低，是本认和用SOI技术目目巨芯片器器独芯巨低电压导片是无的法非工作巨。根根ASIC巨预测，SOI技术对那能果须使用低二低巨术域（如足携式电电）巨冲击相CMOS技术目目巨二低低1.7毫毫漏30多毫毫。 SOI技术上临巨问问 尽晶SOI技术相引传传巨目目技术拥器具巨巨优势，但想其集认芯片目目业巨其流技术，还果须解决恰基传传巨芯片目
12、目技术，在在在巨选选体厚器较巨巨大异：用是目目MOS晶体晶巨硅果须是结晶状态巨硅二器是丝杂丝，否则无的法法电子巨流子，从接使SOI技术子去代失义。提纯二氧工硅在技术体器是上巨是种低集超巨提纯技术，是摆在IBM上目巨是道难问。根根市场分分分巨预测，用SOI技术取新传传巨目工工，的其需费恰当长巨时间才二和集。 对是在于芯片目目器来说，就不仅仅是简单巨技术问问代，本认使用SOI技术果须对芯片进行一新设设，须对而产产进行恰当巨巨调整才二满足SOI巨工艺其那，这连然是是笔不厚巨开开。法是基是基体原本，术，尽晶IBM极器的力这这技术，传传巨CMOS技术程将是目目巨其流技术。 页码，3/4绝缘体硅片(SOI
13、)SOI技术巨发展 SOI(SILICon-on-insulator)是是种在硅在在与硅集集电路巨巨集巨巨巨础体上现巨、器独芯优势、二能硅“21二纪巨在电子技术。 在薄但体目设化导体子子巨概念的基念念漏 1926年，是和基Lilienfield在于巨专利“场道应”子子中提上术巨诞而，SOI技术发展经经代是一巨巨能硅。但是，SOS并非非想巨片，蓝宝石和硅于间巨晶硅子的引2O3界上界界，这使使在目设子子巨巨片巨硅薄但内产而应器。 20多年基和，电路设设境程然设的用体硅实现厚是0.1mm巨CMOS电路巨量产。然接，这种局上在90年在于芯提设设低压、低巨低IC中巨优势。目目，人设设的法SOI衬底应用是光电子传和MEMS中。 从20二纪70年新漏90年新年，发展代许多新巨SOI技术，各种技术基在巨概发展时间认序序是使1。 页码，4/4绝缘体硅片(SOI)
