Silicon on Sapphire

Silicon on sapphire (SoS) ist eine spezielle Bauform für Halbleiterbauelemente aus Silizium auf dem isolierenden Substrat Saphir (engl. Silicon on Sapphire).

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Die integrierten Schaltkreise werden in einem heteroepitaxialer Prozess hergestellt, bei dem eine dünne Schicht Silizium auf einem Saphir-Wafer gezüchtet wird. SoS ist ein Teil der Silicon on Insulator (SOI)-Familie der CMOS-Technologie.

Es ermöglicht die Herstellung von Transistoren und ICs mit besonders hoher Betriebsspannung oder besonders hoher Strahlenresistenz (z.B. für den Einsatz in Satelliten im Bereich des Van-Allen-Gürtels) und werden primär in aeronautischen und militärischen Anwendungen eingesetzt.

Typischerweise werden hochreine, künstlich gezüchtete Saphir-Kristalle verwendet. Der Vorteil von Saphir ist seine exzellente Eigenschaft als elektrischer Isolator, was durch Strahlung eingestreute Spannungen daran hindert, auf benachbarte Schaltkreiselemente einzuwirken. SoS wurde kommerziell bis heute wenig eingesetzt, da es sehr schwierig ist, extrem kleine Transistoren herzustellen. Diese werden aber durch moderne Anwendungen mit hoher Dichte benötigt. Dieser Nachteil erwächst aus Verlagerungen, die aufgrund der Disparität der Kristallgitter zwischen dem Silizium und Saphir entstehen.