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全耗尽硅绝缘子(FD-SOI)

与大块CMOS相比,FD-SOI是一种电流泄漏更小的半导体衬底材料。
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描述

FD-SOI使用超薄硅层覆盖埋在氧化物上,作为减少芯片泄漏和变化的手段。FDSOI还拥有后偏向功能。

绝缘体上硅(SOI)技术本身是指使用分层SOI衬底取代传统的块状衬底。完全耗尽的绝缘体上硅(FD-SOI)依赖于绝缘体的超薄层,称为埋式氧化物。它被放置在基硅的顶部。

没有必要给频道加杂。这反过来又使晶体管完全耗尽。FD-SOI面临的一个问题是成本。SOI基板比大块CMOS晶圆更昂贵。

最近,SOI行业修订了FD-SOI路线图。此前,业界计划将平面FD-SOI从28纳米扩展到14纳米,然后扩展到10纳米。20nm FD-SOI并未出现在行业路线图上。然后,该行业将在SOI上提供7纳米的finfet。

现在,业界正在开发20nm FDSOI工艺。IBM计划在SOI上采用14纳米和10纳米的finfet。

FD-SOI最具吸引力的市场位于28nm节点。28nm预计将是一个长期运行的节点。但CMOS阵营不会轻易放弃28nm市场。例如,台积电最近扩大了其工艺阵容,推出了一种新的廉价28纳米批量CMOS衍生产品。

最近,IBM描述了一种SOI finFET技术,据说这是一种比批量finFET更简单的过程。根据IBM最近的一篇论文,“一旦有了所需厚度的晶圆,鳍的形成就很简单了。”“相比之下,在大块基板中形成所需尺寸的鳍片需要至少三个额外的填充、抛光和蚀刻步骤。虽然在改善散装过程的控制方面已经取得了重大进展,但散装的基本控制能力仍然比SOI差三倍。”

当然,在大容量与SOI finfet之间有许多权衡。SOI面临着潜在的成本和生态系统问题。IBM表示:“基于soi的finfet的两个潜在问题是自加热的影响以及从源/漏区域对通道施加压力的能力不足。”“虽然这两个方面在10nm节点上可能会引起一些兴趣,但技术的未来方向使这些问题变得毫无意义——并不是因为SOI finfet不太容易受到这些问题的影响,而是因为批量设备将变得更加如此。”


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