Hableitertechnik Teil 2 SOI

Inhalt:
1. Was ist SOI?
2. Vorteile von SOI
3. Herstellungsverfahren


1. Was ist SOI?

SOI bedeutet im Englischen Silicon on Insulator, zu deutsch so viel wie Silizium auf Isolator.
Sinnbildlich kann man sich eine kleine Insel im weiten Meer vorstellen und daneben viele weitere. Auf jede dieser kleinen Inseln kommt jeweils genau ein CMOS-Transistor. Stellt man sich nun Haifische im Wasser vor als Isolator und den Menschen der von einer Insel zur anderen will als Elektron so ist klar wie es funktioniert. Die CMOS-Transistoren unterliegen bei SOI weniger Störeffekten und sind abgeschirmt. Somit verbrauchen sie auch bei selber Strukturgröße weniger Strom und entwickeln weniger Wärmeverluste. Es beschränkt jedoch die Packungsdichte erheblich. So braucht ein Chip in SOI mehr Chipfläche wie ein Chip ohne bei selber Transistoren Zahl.


2. Vorteile von SOI

Wie bereits genannt werden Störeffekte verkleinert. Beispielsweise tritt der Latchup-Effekt überhaupt nicht mehr auf. Der Punch-Throug-Effekt wird bis auf einen Isolationsdurchbruch ebenfalls verhindert.


3. Herstellungsverfahren

SOI kann durch verschiedene Verfahren hergestellt werden. Ich möchte mich jedoch auf das verbreitetste beschränken. Alle sonstige Verfahren finden zum einen wenig Verwendung zum anderen wären sie schlicht zu teuer für eine massen Serie und einen Preis zu dem der Verbraucher noch einkauft. Ich nenne jedoch kurz alle Verfahren:

• Waferbonding
• Silicon on Saphir
• Rekristalisationsverfahren

Eingehen möchte ich nun auf das Waferbonding.
Hierzu wird auf zwei Wafern eine Siliziumoxidschicht abgeschieden. Danach werden beide Wafer mit der Oxidschicht aufeinander gepresst und mit einer Lampenheitzung erhitzt. Die endgültige Verbindung erfolgt durch das Anlagen einer Spannung van ca. 1,2kV. Danach sind die Wafer verbunden und eine Seite wird mit CMP (Chemisch-Mechanischem-Polieren) abgedünnt bis auf etwa 200nm. Dann werden die Inseln freigeätzt und 200nm Oxid nach abgeschieden. So ergeben sich die Inseln auf einem Niveau mit dem Silizium. Danach kann mit recht normalen Prozessen der Chip erzeugt werden.


Version 1.0.0
18.06.2008

Änderungen sind bald vorgesehen, so wie die Ergänzung um Quellen und Links.

 

Tja die höchste Auszeichnung für die Sachen hier hab ich haute in der Firma bekommen von Technikern die damit Arbeiten und nicht mal wussten was z.B. SOI ist