Dans un circuit SOI, chaque transistor occupe un îlot individuel de silicium, isolé diélectriquement du substrat de silicium (figure 1 b). L'isolation latérale des îlots permet de concevoir des architectures plus compactes que dans le silicium massif, car les caissons ou les tranchées d'isolation deviennent superflus. Quant à l'isolation verticale, garantie par l'oxyde enterré, elle élimine les inconvénients d'un substrat massif : mécanismes d'interférence entre dispositifs voisins (en particulier, l'effet de verrouillage ou latch-up), courants de fuite, etc.
Les régions de source et de drain s'étalent jusqu'à l'oxyde enterré de sorte que les jonctions ne présentent plus qu'une surface latérale et minimisée. Il en résulte une forte réduction des courants de fuite et des capacités de jonction, qui se traduit par un gain en vitesse des circuits, une plus faible consommation et une extension significative de la plage de fonctionnement vers les hautes températures.
La faible épaisseur de la source et du drain rend les transistors MOS sur SOI moins sensibles aux effets de canal court, induits par le partage de charge, entre grille et jonctions. Les MOSFET sur SOI s'avèrent ainsi moins récalcitrants vis-à-vis des contraintes de la miniaturisation ultime (§ 7), que leurs cousins sur silicium massif.
Les transistors à film SOI mince sont exceptionnellement tolérants aux effets transitoires des irradiations ionisantes. En outre, le pic du champ électrique est plus faible dans le SOI par rapport au silicium massif, ce qui engendre une immunité supérieure à la dégradation induite par les porteurs chauds.
Mais c'est surtout dans le domaine très compétitif des circuits à faible tension et à faible consommation (LV/LP), où l'alimentation pourrait être fournie par une seule batterie rechargeable de 0,6 à 1 V, que le SOI exprime la plénitude de son potentiel. Une faible excursion de la tension de grille est souhaitable pour commuter le transistor de l'état bloqué à l'état passant. Seul le SOI offre une pente en inversion faible quasi idéale (60 mV/décade à la température ambiante), et donc la possibilité d'abaisser la tension de seuil autour de 0,2 à 0,3 V. Les faibles courants de fuite minimisent la puissance...
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