SOS (半导体)

SOS（半导体）(SOS) 是一种用于金属氧化物半导体 (MOS) 集成电路 (IC) 制造的异质外延工艺，由生长在蓝宝石 (Al2O3) 上的硅薄层（通常小于 0.6 µm）组成 晶片。 SOS 是 CMOS（互补 MOS）技术的绝缘体上硅 (SOI) 系列的一部分。

通常，使用高纯度人工生长的蓝宝石晶体。 硅通常通过硅烷气体 (SiH4) 的分解在加热的蓝宝石衬底上沉积。 蓝宝石的优点是它是一种出色的电绝缘体，可防止辐射引起的杂散电流扩散到附近的电路元件。 由于难以制造现代高密度应用中使用的非常小的晶体管，SOS 在商业制造中面临早期挑战。 这是因为 SOS 工艺导致蓝宝石和硅之间的晶格差异导致位错、孪晶和堆垛层错的形成。 此外，还有一些铝，一种 p 型掺杂剂，来自最靠近界面的硅中的衬底污染。

SOS 技术的优势使研究小组能够制造各种受益于该技术的 SOS 电路和系统，并在以下方面推进最先进的技术：

• 模数转换器（纳瓦原型由 Yale e-Lab 制作）
• 单片数字隔离缓冲器
• SOS-CMOS 图像传感器阵列（Yale e-Lab 生产的首批能够同时从芯片两侧转换光的标准 CMOS 图像传感器阵列之一）
• 膜片钳放大器
• 能量收集装置
• 没有电流连接的三维 (3D) 集成
• 电荷泵
• 温度传感器

SOS（半导体）压力传感器、压力变送器和温度传感器隔膜自 1985 年以来一直采用 Armen Sahagen 的专利工艺制造。在高温环境下的出色性能推动了这项技术的发展。 此 SOS 技术已在全球范围内获得许可。 英国 ESI Technology Ltd. 开发了范围广泛的压力传感器和压力变送器，它们受益于蓝宝石上硅的突出特性。

Peregrine Semiconductor 使用 SOS 技术开发射频集成电路 (RFIC)，包括射频开关、数字步进衰减器 (DSA)、锁相环 (PLL) 频率合成器、预分频器、混频器/上变频器和可变增益放大器。 这些 RFIC 专为商业射频应用而设计，例如移动手机和蜂窝基础设施、宽带消费者和数字电视、测试和测量、工业公共安全以及抗辐射航空航天和国防市场。

惠普在他们的一些 CPU 设计中使用了 SOS，特别是在 HP 3000 系列计算机中。

硅在蓝宝石衬底上外延生长以制造 MOS 器件的应用涉及硅纯化工艺，该工艺可减轻由蓝宝石和硅晶格之间的不匹配引起的晶体缺陷。 例如，Peregrine Semiconductor 的 SP4T 开关是在 SOS 基板上形成的，硅的最终厚度约为 95 nm。 通过多晶氧化，硅在多晶硅栅叠层外部的区域中凹陷，并通过侧壁间隔物形成工艺进一步凹陷至大约 78 nm 的厚度。