详解：绝缘体上硅——SOI材料

SOI就是在绝缘体上涂覆一层薄薄的硅。该技术在顶部硅和背面基板之间引入了埋氧化层。材料 SOI材料通过在绝缘体上形成半导体薄膜，具有体硅无法比拟的优点：可以实现集成电路中元件的介质隔离，最终消除体硅CMOS电路中的寄生锁存效应；采用这种材料制造的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小等优点，特别适用于低压低功耗电路。因此，可以说SOI将有可能成为低压低功耗深亚微米集成电路的主流技术。此外，SOI材料还用于制造MEMS光开关，例如使用体微加工技术。

SOI工作原理

SOI是指硅晶体管结构位于绝缘体之上。其原理是在Silicon（硅）晶体管之间添加绝缘体，使两者之间的寄生电容可以增加一倍。优点是更容易增加时钟脉冲并减少漏电流，成为省电IC。一些本应通过开关的电子在硅中丢失。 SOI 可防止电子损失。摩托罗拉声称该CPU可以将时钟频率提高20%，并将功耗降低30%。除此之外，还可以减少一些有害的电效应。还有一点，可以说是很多超频玩家感兴趣的，那就是它的工作温度可以高达300℃，减少了过热的问题。

SOI（绝缘体上硅）的优点

SOI在器件性能方面具有以下优势：

1) 降低寄生电容，提高运行速度。 SOI 器件的运行速度比体硅材料快 20-35%；

2）具有较低的功耗。由于寄生电容和漏电的减少，SOI器件的功耗可降低35-70%；

3）消除了闩锁效应；

4）抑制基板的脉冲电流干扰，减少软错误的发生；

5）与现有硅片工艺兼容，可减少13-20%的工艺。

SOI在高性能超大规模集成电路、高速存储器件、低功耗电路、高温传感器、军用耐辐射器件、移动通信系统、光电集成器件等领域具有极其广阔的应用前景、MEMS（微机电）。被国际公认为“21世纪的硅集成电路技术”。

SOI材料种类

目前应用广泛且有前景的SOI材料主要有用于注氧隔离的SIMOX（Separation by Implanted Oxygen）材料、用于硅片键合和反刻蚀的BESOI（Bonding-Etchback SOI）材料以及结合键合和注入的Smart Cut SOI材料。这三种材料中，SIMOX适合制作薄膜全耗尽型VLSI，BESOI材料适合制作部分耗尽型集成电路，而Smart Cut材料是一种非常有前途的SOI材料，很有可能成为国内SOI材料的主流。未来。

SOI应用范围

除了其特定的优点外，它除了用于集成电路之外，还用于制造微光机电MEMS系统，例如3D镜阵列开关。反射器是通过在SOI衬底的有源层中形成可移动反射器并将其与另一个阶梯电极的衬底连接而形成的。由于采用单晶硅基板，并在相同条件下在直径为500微米的可动镜上下对称形成反射膜，因此其翘曲度为10纳米量级，表面粗糙度为几十纳米。