绝缘体上硅SOI基器件
SOI晶片制造的芯片由数百万个包含晶体管的绝缘区域组成,每个绝缘区域都与其他绝缘区域和下面的体衬底硅衬底隔离。这一特性大大简化了电路设计:由于晶体管之间是相互隔离的,设计者不需要设计复杂的电路方案来实现反向偏置节点的电绝缘。同时,绝缘层还将保护顶层和体硅衬底上的寄生有源硅层。SOI的这两个优点使设计者能够开发更紧凑的VLSI芯片。
同时,集成电路制造商也可以通过使用SOI来生产待机和工作模式下功耗更低的CMOS电路。由于这种结构中的绝缘层将有源硅膜层与体硅衬底隔开,因此大面积的pn结将被介质隔离所取代。源漏区向下延伸至埋氧盒,有效降低了漏电流和结电容。结果,芯片的工作速度大大提高,并且器件的工作温度范围变宽。
与传统的体衬底硅片制作的芯片相比,基于SOI的芯片受“短沟道”效应的影响更小。短沟道效应是栅极和节点之间“电荷共享”的结果。栅极电场与源极和漏极竞争。但由于薄膜厚度远低于源漏间距,晶体管本身厚度有限,短沟道效应会大大降低甚至消失。