SOI,SOI的優(yōu)勢，主流技術(shù)，新動向，前景及問題
SOI幾乎在體硅電路的各個應(yīng)用領(lǐng)域都表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。
隨著體硅CMOS技術(shù)的發(fā)展，器件的特征尺寸的持續(xù)縮小正面臨著巨大的挑戰(zhàn)，即持續(xù)的特征尺寸的縮小導(dǎo)致的寄生電容的增加、短溝效應(yīng)的惡化、熱載流子的退變等。而SOI技術(shù)由于它特殊的結(jié)構(gòu)使得它具有了較高的跨導(dǎo)、降低的寄生電容、減弱的短溝效應(yīng)、較為陡直的亞閾斜率，這些特點(diǎn)為SOI作為CMOS LSI的主流技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
當(dāng)前，SOI電路和器件的一個主要應(yīng)用是空間及軍事電子領(lǐng)域，這主要?dú)w功于埋氧的存在使得SOI技術(shù)具有了抗瞬時輻射效應(yīng)的能力。目前SIMOX存儲器電路具有SEU失效率為10-9/位.天 并且在1011rad(si)/s的劑量率輻照下仍然能保持電路功能。這些數(shù)字表明，與體硅電路相比，SOI電路的抗輻照強(qiáng)度提高了100倍。SOI技術(shù)的另一應(yīng)用是耐高溫電路。在高溫環(huán)境下，SOI器件性能明顯優(yōu)于體硅器件。這是由于高溫下的SOI器件與體硅器件相比，由于SOI器件的源和漏結(jié)面積的減小使得泄漏電流降低很多。在SOI器件中，由于不存在隔離阱P－N結(jié)，使得高溫時的泄漏電流和功耗降低的更多。據(jù)以報道的在300。C和500。C溫度下仍能工作的SOI CMOS電路與工作溫度上限為250。C的體硅CMOS電路的特性相比，可知SOI CMOS電路的耐高溫性能。
另外，隨著器件特征尺寸的縮小和電路集成度的提高，與體硅技術(shù)相比SOI的高速、低功耗優(yōu)點(diǎn)變得越來越明顯，而這些優(yōu)點(diǎn)為SOI在高速、低功耗的邏輯LSI電路的應(yīng)用中提供了可能性。另一方面，在RF射頻和模擬電路應(yīng)用中，SOI技術(shù)同樣具有了很多吸引人的特點(diǎn)如采用高阻（>1KΩ.cm）的硅襯底制作的高品質(zhì)因子的無源電感和基于SOI技術(shù)的數(shù)�；旌想娐分g串?dāng)_的減小等。同時，基于SOI的動態(tài)閾值MOSFET結(jié)構(gòu)的特征頻率達(dá)到了185GHZ，這進(jìn)一步推動了SOI在射頻領(lǐng)域的應(yīng)用。
在低壓應(yīng)用方面，一個在0.5V工作電壓下工作的采用SOI柵體連接結(jié)構(gòu)的ALU已經(jīng)設(shè)計成功，該ALU可以在200MHZ下工作，靜態(tài)功耗為2mW。這主要是由于SOI的獨(dú)立的體電勢控制在泄漏電流抑制和高速工作中顯現(xiàn)了優(yōu)越性，它同時為未來的低功耗LSI系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
在存儲器應(yīng)用中，基于SOI的DRAM具有了較體硅快20-30％的存儲速度和可以在較低的電壓下工作的優(yōu)點(diǎn)。另外，SOI－DRAM的軟失效率為零。這一特點(diǎn)為SOI在邏輯LSI電路和imager應(yīng)用中提供了進(jìn)一步 的可能性。
