專門進(jìn)行半導(dǎo)體成本分析的市場(chǎng)研究公司IC Knowledge LLC表示，已經(jīng)完成了全面的成本分析，指出 FD-SOI 相對(duì)較少的總處理步驟，可為半導(dǎo)體制造提供更加簡(jiǎn)化的整體流程。

FD-SOI制程顯著降低了植入光罩(implant masks)的數(shù)量和所需的植入步驟，這“讓FD-SOI更具成本效益”，IC Knowledge公司總裁Scotten W. Jones說。他強(qiáng)調(diào)，“完全耗盡型SOI是關(guān)鍵?！?/p>

IC Knowledge與一家晶圓制程顧問公司和SOI晶圓制造商Soitec合作，共同定義了三種代表先進(jìn)22nm節(jié)點(diǎn)的制程流程樣本：一個(gè)平面塊狀CMOS，以及兩種不同版本的FD-SOI──具有植入源/汲極，或是具有原位摻雜(in-situ doped)源/汲極。

所有的流程都假設(shè)了三個(gè)閾值電壓、雙閘極氧化層，以及適用于系統(tǒng)單晶片(SOC)應(yīng)用。

塊狀CMOS制程假設(shè)了一系列遷移率強(qiáng)化(mobility-enhancing)之應(yīng)力源(stressors)。而兩個(gè)FD-SOI制程流程，在相關(guān)的遷移率強(qiáng)化應(yīng)力源之上也同樣假設(shè)了多種特性，如n+和p+背閘極(back-gate)；在埋入氧化層(buried oxide, Box)下植入n阱和p阱；可連接n阱和p阱；兩個(gè)淺溝槽隔離的深度，以及在塊狀區(qū)的靜電放電元件。

所有情況均假設(shè)使用相同閘極整合方法(后閘極(gate-last) high-K金屬閘極)，以及多層金屬層(8層)。針對(duì)SOI，量產(chǎn)的起始晶圓(starting wafer)價(jià)格為每片500美元。而針對(duì)塊狀矽，起始晶圓價(jià)格為每片130美元(epi)。

IC Knowledge同時(shí)以在2012年若每種制程都在臺(tái)灣晶圓廠進(jìn)行生產(chǎn)來估計(jì)，每月產(chǎn)能可望達(dá)到30,000片晶圓。

這個(gè)成本模型產(chǎn)生器考慮的重點(diǎn)包括起始晶圓成本；直接和非直接人工；晶圓廠折舊；設(shè)備維護(hù)；晶圓監(jiān)控；電力設(shè)施；以及包括光罩(reticle)、氣體和化學(xué)制品等消耗品。用于計(jì)算每片晶圓成本的模型已經(jīng)過IC Knowledge的驗(yàn)證。

該分析認(rèn)為，帶原位摻雜源/汲極之FD-SOI制程，在每片晶圓約3,000美元時(shí)可達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的晶圓生產(chǎn)效益。此外，上文提及的兩種版本FD-SOI也確認(rèn)比塊狀砍更具成本效益。

但該研究指出，帶植入式源/汲極的FD-SOI制程與塊狀矽成本差異大約只有1%。

然而，此一發(fā)現(xiàn)并不代表FD-SOI在半導(dǎo)體制造方面的低漏電和更快的處理速度方面優(yōu)于塊狀矽，或是在22nm甚至以下節(jié)點(diǎn)的多閘極電晶體制程方面對(duì)SOI和塊狀矽進(jìn)行比較時(shí)更加優(yōu)良。此一分析純粹是以成本為基礎(chǔ)所進(jìn)行的研究。

編譯： Joy Teng

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