Dispositivos basados ​​en SOI de silicio sobre aislante

Los chips fabricados a partir de obleas SOI se componen de millones de áreas aislantes que contienen transistores, cada una aislada de otras áreas aislantes y del sustrato de silicio subyacente. Esta característica simplifica enormemente el diseño de circuitos: dado que los transistores están aislados entre sí, los diseñadores no necesitan diseñar soluciones de circuitos complejas para lograr el aislamiento eléctrico del nodo con polarización inversa. Al mismo tiempo, la capa aislante también protegerá la capa de silicio activo parásito en la parte superior y en los sustratos de silicio a granel. Estas dos ventajas de SOI permiten a los diseñadores desarrollar chips VLSI más compactos.

Al mismo tiempo, los fabricantes de circuitos integrados también pueden utilizar SOI para producir circuitos CMOS con menor consumo de energía en modos de espera y trabajo. Dado que la capa aislante en esta estructura separa la capa de película de silicio activa del sustrato de silicio en masa, la unión pn de área grande será reemplazada por aislamiento dieléctrico. Las áreas de fuente y drenaje se extienden hacia abajo hasta la caja de oxígeno enterrada, lo que reduce efectivamente la corriente de fuga y la capacitancia de la unión. Como resultado, la velocidad de funcionamiento del chip mejora enormemente y el rango de temperatura de funcionamiento del dispositivo se vuelve más amplio.

En comparación con los chips fabricados a partir de obleas de silicio de sustrato a granel tradicionales, los chips basados ​​en SOI se ven menos afectados por el efecto de "canal corto". El efecto de canal corto es el resultado del "compartimiento de carga" entre la puerta y el nodo. El campo eléctrico de la puerta compite con la fuente y el drenaje. Sin embargo, dado que el espesor de la película es mucho menor que el espaciado fuente-drenaje y el espesor del propio transistor es limitado, el efecto de canal corto se reducirá considerablemente o incluso desaparecerá.