Silicium sur isolant

Le Silicium Sur Isolant est une structure constituée d'un empilement d'une couche de silicium sur une couche d'isolant. Cet isolant peut être du saphir, de l'air ou du dioxyde de silicium.



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Le Silicium Sur Isolant (en anglais : SOI ou Silicon On Insulator) est une structure constituée d'un empilement d'une couche de silicium (de 50 nm à quelques µm d'épaisseur) sur une couche d'isolant. Cet isolant peut être du saphir (Silicon-On-Sapphire), de l'air (Silicon-On-Nothing) ou du dioxyde de silicium (SiO2).

Cette technologie est une alternative prometteuse au silicium brut dans la réalisation de transistors micro-ondes. En effet, malgré son coût de développement supérieur de 10 % comparé aux technologies classiques sur substrat massif, le gain en performance est évalué entre 20 et 35 %. Les fréquences de coupure sont supérieures à 150 GHz pour la technologie 130 nm. Avec l'utilisation de substrats fortement résistifs, les pertes sont diminuées et les performances accrues surtout au niveau du bruit micro-onde. Ainsi, les performances fréquentielles des systèmes fabriqués sur des technologies silicium sont à revoir à la hausse. Il est le plus souvent admis que la technologie SOI sert à gagner une génération de puce.

La technologie SOI compte plusieurs procédés industriels qui ont été développés pour réaliser un film de silicium sur une couche isolante. Le plus ancien est le SOS ou Silicon-On-Sapphire. Depuis les années 1980, d'autres techniques ont été mises au point et sont devenues des standards industriels. Les deux principaux procédés sont le SIMOX et le BSOI dont une technique dérivée est la technologie Smart Cut ™ de la société Soitec. Ces dernières techniques de fabrication dominent aujourd'hui le marché du SOI, surtout la technique Smart Cut™ qui représente à peu près 90% de la production actuelle de SOI.

le principe en bref... [1]

L'approche SOI consiste à interposer une fine couche isolante d'oxyde de silicium entre l'épi-couche et le substrat en silicium.

Pour faire germer l'épi-couche, on a recours à l'épitaxie (i. e. le procédé permettant aux atomes se déposant de se placer correctement, par conséquent de s'organiser dans un monocristal continu et sans défauts aux interfaces).

La mise en œuvre est délicate car il faut respecter la continuité du substrat de silicium. L'idée consiste à faire naître l'isolant à l'intérieur du silicium par une technique dénommée SIMOX (ou Separation by IMplantation of Oxygen, une injection à particulièrement haute température d'oxygène purifié).

Historique

Les Acteurs

Les principaux acteurs dans le domaine des substrats SOI sont donnés ci-dessous. Pour les principales industries, la marque du produit et/ou le diamètre maximal de la tranche sont indiqués entre parenthèses. Pour plus d'informations, le lecteur pourra se référer aux sites internet de ces fondeurs.

L'entreprise française Soitec possède aujourd'hui à peu près 80% du marché mondial du SOI. Un marché qui est aujourd'hui en pleine expansion.

Liens


Références

  1. Jean-Baptiste Waldner, «Nano-informatique et Intelligence Ambiante - Inventer l'Ordinateur du XXIème Siècle [1]», dans {{{périodique}}}, Hermes Science, 2007, p.  p126-p127 (ISBN 2746215160)  

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