FD-SOI

Nos substrats FD-SOI permettent d'obtenir, pour un large panel d'applications, une très faible consommation d'énergie, un rapport coût/performance optimisé, une fiabilité élevée et une très bonne intégration des fonctions analogiques.

Le Fully-Depleted SOI (FD-SOI) permet aux transistors de fonctionner en mode totalement déplété, ce qui présente de nombreux avantages par rapport au mode partiellement déplété (Partially-Depleted SOI, PD-SOI) ou aux technologies sur substrat massif.

Pour autoriser le fonctionnement en mode totalement déplété, la couche supérieure de silicium et celle d’oxyde enterré d'une plaque FD-SOI doivent être à la fois très fines et extrêmement uniformes. Soitec garantit l'uniformité de ces couches avec une précision à l’échelle atomique. La couche d’oxyde enterré fonctionne comme une véritable seconde grille qui permet de moduler facilement la tension de seuil des transistors.

Le FD-SOI présente de nombreux avantages au niveau des applications :

Très faible consommation d'énergie

Le FD-SOI est une technologie capable de fonctionner avec une très faible dissipation de puissance. Cela permet d’abaisser les tensions de service jusqu’à 0,4 V lorsque la consommation d'énergie par opération est minimale.

Performance numérique

Le FD-SOI surpasse les technologies sur substrat massif en termes de performances : il est plus rapide de 50 % et consomme 18 % de d'énergie en moins. Il est par ailleurs capable d’atteindre des fréquences de fonctionnement très proches des composants FinFET.

Rapport puissance/performance ajustable

Grâce à sa fine couche d’oxyde enterré (BOX), le FD-SOI bénéficie d'une seconde grille qui permet de polariser dynamiquement la face arrière des transistors et ainsi d’optimiser facilement le rapport consommation d’énergie/performance en fonction des besoins. Cela permet de maximiser la gamme d’utilisations d’un même bloc logique et ainsi d’éviter de concevoir un bloc logique par type d’application.

Performance analogique

Le FD-SOI bénéficie de performances analogiques uniques, grâce à la faible variabilité des transistors, à la possibilité de polarisation du canal par la face arrière et grâce à son architecture 2D qui présente moins de capacités parasites que les dispositifs 3D de type FinFET.

Fiabilité

Des études montrent que le FD-SOI offre une bien meilleure fiabilité que les technologies basés sur des substrats massifs standard, avec un taux d’erreur de calcul (SER - Soft Error Rate) 100 à 1000 fois moins élevé. Ceci est particulièrement important dans les applications automobiles et aérospatiales.

Puces
50 %
plus rapides que sur substrat massif
Uniformité
+/-1 atome
de la couche SOI
Fréquence de coupure
2 fois
supérieure à celle du FinFET
Amélioration par
100
du taux d’erreur de calcul
0,4 V
Tension d’alimentation
Coût de masque
50 %
inférieur au FinFET

La technologie FD-SOI offre le meilleur compromis entre la performance digitale, la performance analogique, la consommation et le coût.

Nous produisons des plaques FD-SOI pour les nœuds technologiques suivants : 65, 28, 22, 12 nm. 

Les caractéristiques de nos plaques FD-SOI sont les suivantes :

  • Couche de silicium supérieure de 12 à 15 nm, produite grâce à notre technologie Smart Cut 
  • Couche d’oxyde enterré de 15 à 25 nm
  • Contrôle de l'uniformité à l'échelle atomique sur tout le spectre de longueur d’onde (de la microrugosité aux variations à l’échelle de la plaque). 
  • Plaques disponibles en 300 mm de diamètre