第一情报 ---材料工业

新一代硅SOI材料

供稿人:瞿丽曼  供稿时间:2004-9-9   关键字:绝缘体上硅  SOI  
绝缘体上硅(SOI)是指在一绝缘衬底上再形成一层单晶硅薄膜,或者是单晶硅薄膜被一绝缘层(通常是SiO2)从支撑的硅衬底中分开这样结构的材料、这种材料结构可实现制造器件的薄膜材料完全与衬底材料的隔离,SOI技术最初是源于蓝宝石上的硅技术(SOS)。1953年Manasevit和Simpson提出这一结构的设想:直到1970年在器件上得到实现,与一般的体硅材料制造的器件、尤其是CMOS器件相比,这种结构的CM0S器件具有无闩锁、高速率、低功耗、小型化和抗辐射等优点,因而在航天电子、卫星电子以及便携式电子产品等领域受到普遍青睐。
 
SOI(silicon on insulator)是一种在硅材料与硅集成电路巨大成功的基础上出现的具有独特优势、能突破硅材料与硅集成电路限制的新技术。近年来,SOI技术成为微电子和光电子领域发展的前沿,拥有极其广泛的应用领域和发展前景。随着信息技术的飞速发展,SOI材料在高速微电子器件、低压/低功耗器件、抗辐照电路、高温电子学器件、微机械和光通信器件等主流商用信息技术领域的优势逐渐显现,被国际上公认为是“二十一世纪的微电子技术”和“新一代硅”。
 
SOI有望取代体硅材料成为深亚微米集成电路的主流基础材料
SOI作为“新一代硅”材料,有望取代体硅材料成为深亚微米集成电路的主流基础材料。SOI的大规模商用始于90年代末。1998年,IBM公司采用SOI技术在高速、低功耗、高可靠微电子主流产品上获得了突破。IBM将SOI技术作为未来的三大开发技术之一,于1999年进行了SOI逻辑器件的规模化生产,并达到体硅器件的成品率。2002年IBM用SOI技术推出了新型AS/400服务器系列,它比目前高端机型的速度几乎快出4倍。另外,IBM公司还于2000年10月宣布了其历史上最大的一笔投资,斥资50亿美元进行先进芯片技术的规模化生产,其中之一为SOI技术。
随着IBM公司取得成功,其他公司也纷纷跟进,2001-2002年间,引领世界半导体发展的几家公司如Intel、AMD、SONY、TOSHIBA等公司也进入了SOI领域,使得未来SOI的市场将会更加看好。
 
随着SOI技术的蓬勃发展,SOI圆片在国际市场上将会产生旺盛的需求
作为新一代优秀的结构材料,SOI可以用于制作光波导、光开关、光耦合器、光分波器、光复用器等硅基集成光电器件,主要应用于高速宽带互联网的接口。随着互联网的迅速普及,高速宽带网络的建设也是一个十分迫切的任务。以光纤通信为基本特征的信息高速公路网在与用户接口处需要大量的光电器件,可直接促进光通信事业的发展,SOI无源器件产业将会在未来短时间内形成并快速增长,届时需要耗费大量的SOI圆片。据美国半导体调查公司Garter Dataquest预测,到2008年全球硅材料市场为160亿美元,而SOI材料需求量将日益增加到80亿美元,折合8英寸SOI圆片1600万片以上,占到50%的硅材料市场份额。SOI材料的生产增长速率要明显高于集成电路和体硅市场。因此,随着SOI技术的蓬勃发展,SOI圆片在国际市场上将会产生旺盛的需求。

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