Techniklexikon

SOI-Technik

Engl. Abk. für Silicon on insulator, Silicium auf Isolatorschicht. Sondervariante der Halbleiterblocktechnik, bei der Halbleiter Schichtherstellung und Isolationstechnik miteinander kombiniert sind. Bei der S. wird auf der Siliciumdioxid-(Si02-)Passivierungsschicht einer Silicium-scheibe eine zweite Ebene mit Bauelementestrukturen erzeugt (Mehrebenenintegration). Dazu wird z. B. auf die Si02-Oberfläche eine polykristalline Siliciumschicht (Polysili-cium) mittels CVD abgeschieden und mit Si02 und Siliciumnitrid (Si3N4) bedeckt. Die Halbleiterschicht kann entweder durch Laserstrahlbehandlung oder durch Zonenauf-schmelzen mit einem Graphit-Streifenheizer in eine einkristalline Form gebracht, d. h. rekristallisiert werden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise gestapelte CMOS-Struk-turen (CMOS-Technik) herstellen, d. h., über den im Substrat befindlichen p-Kanal-Transistor wird in der 2. Bauelementeebene ein n-Kanal-Transistor erzeugt. Die technologischen Schritte im Zyklus I müssen für diese Ebene so ausgelegt sein, daß die darunterliegende fertige Bauelementestruktur in der 1. Ebene unversehrt bleibt. Obwohl die S. sich noch im Laborstadium befindet, eröffnet sie für die Vertikalintegration vielversprechende Möglichkeiten, wobei die Parameter von SOI-Bau-elementen denen üblicher monolithischer Schaltungen (IS, monolithische) nicht nachstehen. Die Anwendbarkeit der S. wurde bereits bei verschiedenen Bauelementetechniken demonstriert, u. a. in der NMOS- und BIMOS-Technik sowie bei vertikal und lateral angeordneten Bipolartransistoren (Bipolartechnik).