Silicon on insulator

Z Wikipédie

Silicon on insulator (SOI) je vrstvová štruktúra pozostávajúca z tenkej vrstvy kremíka, od 50 nm do 100 μm, ktorá je vytvorená na izolovanom substráte, ktorý je zvyčajne zafír alebo kremík s izolovanou vrstvou oxidu kremíka (SiO₂) 80 nm hrubou na jeho povrchu. Tento proces redukuje elektrickú záťaž, ktorú tranzistor musí preniesť počas prepínajúcej operácie, zvyšuje rýchlosť (až do 15 %) a redukuje prepínaciu energiu (až do 20 %) cez čipy založené na technológii CMOS. SOI čipy sú drahšie, a preto sa používajú pre najdrahšie integrované obvody.

Populárna SOI technológia je Kremík na zafíre (Silicon on Sapphire - SOS), používané v špeciálnych integrovaných obvodoch v armáde a vesmíre.

SOI sa odlišuje od CMOS v tom, že jeho kremíkové prechody sa nachádzajú nad elektrickým izolantom. Výhoda je v tom, že tento izolant redukuje kapacitu hradla tranzistora a to sa tým pádom na prepnutie nemusí tak dlho nabiť čo logicky znamená zredukovanie prepínacieho času. SOI zariadenia sú inherentne odolné proti mikroprierazu a prúdovému zvodu. Tiež, v tranzistore je použitá redukcia zbytkového prúdu, tým je táto technológia atraktívna pre nízkoenergetické obvody.

SOI wafery sú vyrábané týmito metódami:

SIMOX - Separation by IMplantation of OXygen - používa kyslík-iónové nanášanie (Oxygen ion beam implantation) nasledované vysokoteplotným žíhaním na vytvorenie difúznej vrstvy SiO₂.

Smartcut™ je ďalšia metóda vynájdená francúzskou firmou Soitec, ktorá zväzuje zoxidované povrchy dvoch waferov dohromady a potom rozdelí väčšinu povrchu vafera pozdĺž prúžku implantovaných vodíkových bublín. Tenká vrstva kremíka, ktorá je nechaná za je izolovaná od substrátu tým, čo pôvodne bol povrch oxidovej vrstvy.

[úprava] Použitie v priemysle

V roku 2005 bola SOI technológia pozvoľna osvojovaná výrobcami digitálnych integrovaných obvodov. Sony, Nintendo a Microsoft plánujú použiť SOI pri produkcii ich herných konzol. Je dôležité poznamenať, že procesory založené na SOI, ktoré idú do týchto zariadení sú všetky vyrábané IBM s výnimkou Sony Playstation. Mnoho PowerPC založených na systéme od Apple Computer a high-end IBM servery používajú procesory založené na SOI už nejaký čas. Tiež by malo byť poznamenané, že kým Sony, AMD a Chartered Semiconductor vyvinuli svoje vlastné SOI technológie, každý z nich bol partnerom IBM, ktorý im túto technológiu licencoval.