SOI-Strukturfunktion

Im Allgemeinen wird SOI entsprechend der Dicke des Siliziumfilms auf dem Isolator in eine vollständig verarmte Dünnschicht-FD-Struktur (Fully Depleted) und eine teilweise verarmte Dickschicht-PD-Struktur (Partially Depleted) unterteilt. Aufgrund der dielektrischen Isolierung von SOI beeinflussen sich die Sperrschichten der positiven und hinteren Grenzflächen des auf der Dickschicht-SOI-Struktur hergestellten Geräts nicht gegenseitig. Zwischen ihnen liegt eine neutrale Körperregion. Das Vorhandensein dieses neutralen Körperbereichs führt dazu, dass der Siliziumkörper elektrisch schwebend ist, was zu zwei offensichtlichen parasitären Effekten führt, zum einen zum „Warping-Effekt“ oder Kink-Effekt und zum anderen zum parasitären NPN-Transistoreffekt mit offenem Basis-Schaltkreis, der zwischen Source und Drain entsteht des Geräts. Wenn dieser neutrale Bereich über einen integrierten Kontakt geerdet ist, sind die Arbeitseigenschaften des Dickschichtbauelements nahezu dieselben wie die des Volumensiliziumbauelements. Die auf der Dünnfilm-SOI-Struktur basierenden Geräte eliminieren den „Warping-Effekt“ aufgrund der vollständigen Verarmung des Siliziumfilms vollständig und bieten die Vorteile eines niedrigen elektrischen Feldes, einer hohen Transkonduktanz, guter Kurzkanaleigenschaften und einer nahezu idealen Subschwellensteilheit . Daher dürfte das vollständig abgereicherte Dünnfilm-FDSOI eine vielversprechende SOI-Struktur sein.