soi（silicon－on－insulator，絕緣層上覆硅）技術的出現雖然已有30多年，但是取得突破性進展是在20世紀80年代后期。最初人們僅認為sol技術有可能替代在特殊場合應用的sos（silicon～on－sapphire）技術。然而，由于發現薄膜sol mosfet具有極好的按比例縮小性質，使得sol技術在深亞微米vlsi中的應用具有極大的吸引力，潛力很大。最后，sol技術和器件的研發取得了驚人的進展，己從首次激光再結晶實驗發展到cmos ／ simox sram及以硅基sol微電子主流技術的高速度、低功耗微處理器。目前，sol技術已走向商業化實用階段，并在繼續深化它的應用領域，特別適應用于低電壓電路、低功耗電路、高頻微波電路，以及耐高溫、抗輻射微電子器件和微電子電路等四。

　　圖1是sol晶圓的結構示意圖。sol材料是在絕緣層上生長一層具有一定厚度的單晶硅薄膜的材料。該材料可實現完全的介質隔離，與有pn結隔離的體硅相比，具有無閂鎖、高速度、低功耗、集成度高，耐高溫等特點。近幾年，sol材料完整性不斷提高，已先后用于靜態隨機存儲器及高性能的微處理器芯片中使用。其中發展較快的有注氧隔離硅（simox）、背面刻蝕與鍵合的sol（besoi）和smart－cut等3類材料。besoi材料中的缺陷密度低，更接近傳統硅片，但界面缺陷和頂層硅的厚度不易控制；相比而言，simox材料缺陷密度較高，但表面硅層和埋層二氧化硅厚度可精細控制，與現行集成電路工藝匹配較好：smart－cut材料是利用h＋離子注入，在硅片中形成氣泡層，經與另一支撐片鍵合后，進行高溫熱處理，使注氫片從氣泡層處裂開，最后經化學機械拋光后，得到高質量的sol材料。

　　圖1 sol晶圓結構示意圖

　　sol材料性能好，成本低，與體硅集成電路工藝完全兼容，它完全可以繼承體硅材料與體硅集成電路迄今所取得的巨大成就，還具有自己獨特的優勢。sol技術的結構特點使得使用它制作的器件具有更好的抗單粒子反轉和抗γ輻射性能，可以實現集成電路中元件的絕緣隔離，徹底消除體硅cmos電路中的寄生閂鎖效應。所以用sol技術制作的微電子器件和集成電路的寄生電容小，短溝道效應小，速度快，集成度高，工作溫度范圍廣，抗輻射能力強。sol技術是抗輻射ic有效的加固技術。sol與深槽可組成全介質隔離技術。這種隔離結構具有極強的閂鎖抑制能力、極好的抗瞬時擾動的特性、良好的抗中子損傷特性和良好的長期電離損傷控制能力、很高的抗瞬時劑量率能力。但雙極晶體管的發射結不能靠深槽墻，否則對電離輻射敏感。

　　soi器件與體硅器件相比，除了具備良好的抗輻射性能還具有以下各項優點：①功耗低，在相同的工作速度下，功耗可降低50％～60％。②工作速度快，在相同的特征尺寸下，工作速度可提高30％～40％。③靜電電容小，寄生電容小。④可進一步提高集成電路芯片的集成度、功能和可靠性，能在微功耗、低電壓、高溫、高壓等方面發揮它的優勢。⑤耐高溫環境。體硅mos器件在高溫環境中，由于熱激閂鎖效應，漏電大，閾值電壓隨溫度變化而導致失效，所以不能在較高溫度環境下工作。soi cmos本身無閂鎖效應，所以也就不存在高溫熱激閂鎖效應。對于相同幾何尺寸的體硅和sol器件，在高溫下，由于結面積不同，soi泄漏電流要比體硅器件低幾個數量級，soi mos器件的閾值電壓隨溫度的變化要比體硅mos小得多，所以，soi mos可以工作在300～500℃的高溫環境中。

　　soi技術最初是用來針對軍事與太空領域研發與生產高可靠度的電子零件，但如今則應用在主流市場的高效能ic中。soi很快就吸引了mems（micro－elect ro－mechani cal systems，微機電系統）、光學mems（moems）、微光電型電路及其他需要應用類似材料設計者的目光。目前采用sol技術的產品包括汽車專用的壓力傳感器，以及新一代條形碼掃描器專用的反射鏡。

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