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silicon on insulator

 SOI基板とは,Si基板と表面Si層の間にSiO2を挿入した構造の基板である。トランジスタの寄生容量を減らせるので,動作速度向上と消費電力削減に効果がある。通常のSi基板を使う場合と比べて,動作速度は20%~30%の向上,消費電力は50%以上の低減が期待できる。ただし,SOI基板を利用したLSIの設計と製造には,デバイス・モデルの整備や高精度の加工技術など独特のノウハウが要求される。このため実用化に向けた取り組みには,半導体メーカーによって温度差がある。

 SOI基板を使うLSIにはトランジスタの空乏部分の違いによって「部分空乏型」と「完全空乏型」の2種類がある。部分空乏型はトランジスタの空乏層が絶縁膜近くまで及ばない構造をとる。完全空乏型はソースとドレインに挟まれた領域を完全に空乏化するために空乏層が絶縁膜との界面まで達している。

バルクCMOS技術とSOI技術の比較
図 バルクCMOS技術とSOI技術の比較
2000年2月14日号より抜粋)