研究：完全耗尽型SOI更具成本优势

专门进行半导体成本分析的市场研究公司IC Knowledge LLC表示，已经完成了全面的成本分析，指出 FD-SOI 相对较少的总处理步骤，可为半导体制造提供更加简化的整体流程。

FD-SOI制程显著降低了植入光罩(implant masks)的数量和所需的植入步骤，这“让FD-SOI更具成本效益”，IC Knowledge公司总裁Scotten W. Jones说。他强调，“完全耗尽型SOI是关键。”

IC Knowledge与一家晶圆制程顾问公司和SOI晶圆制造商Soitec合作，共同定义了三种代表先进22nm节点的制程流程样本：一个平面块状CMOS，以及两种不同版本的FD-SOI──具有植入源/汲极，或是具有原位掺杂(in-situ doped)源/汲极。

所有的流程都假设了三个阈值电压、双闸极氧化层，以及适用于系统单晶片(SOC)应用。

块状CMOS制程假设了一系列迁移率强化(mobility-enhancing)之应力源(stressors)。而两个FD-SOI制程流程，在相关的迁移率强化应力源之上也同样假设了多种特性，如n+和p+背闸极(back-gate)；在埋入氧化层(buried oxide, Box)下植入n阱和p阱；可连接n阱和p阱；两个浅沟槽隔离的深度，以及在块状区的静电放电元件。

所有情况均假设使用相同闸极整合方法(后闸极(gate-last) high-K金属闸极)，以及多层金属层(8层)。针对SOI，量产的起始晶圆(starting wafer)价格为每片500美元。而针对块状矽，起始晶圆价格为每片130美元(epi)。

IC Knowledge同时以在2012年若每种制程都在台湾晶圆厂进行生产来估计，每月产能可望达到30,000片晶圆。

这个成本模型产生器考虑的重点包括起始晶圆成本；直接和非直接人工；晶圆厂折旧；设备维护；晶圆监控；电力设施；以及包括光罩(reticle)、气体和化学制品等消耗品。用于计算每片晶圆成本的模型已经过IC Knowledge的验证。

该分析认为，带原位掺杂源/汲极之FD-SOI制程，在每片晶圆约3,000美元时可达到最经济的晶圆生产效益。此外，上文提及的两种版本FD-SOI也确认比块状砍更具成本效益。

但该研究指出，带植入式源/汲极的FD-SOI制程与块状矽成本差异大约只有1%。

然而，此一发现并不代表FD-SOI在半导体制造方面的低漏电和更快的处理速度方面优于块状矽，或是在22nm甚至以下节点的多闸极电晶体制程方面对SOI和块状矽进行比较时更加优良。此一分析纯粹是以成本为基础所进行的研究。

编译： Joy Teng

(参考原文： Fully-depleted SOI has cost advantage in processing，by Nicolas Mokhoff)