1.2 平面全耗尽绝缘衬底上硅（FD-SOI）MOSFET

虽然PD-SOI和FD-SOI技术早在20世纪80年代就已经开始发展，但直到SOI技术成熟，才使得高品质SOI晶圆中氧化埋层厚度缩减到10nm成为可能。早期的FD-SOI具有厚的氧化埋层，且导通电流I_on较大（这是由于厚氧化埋层上薄的FD-SOI体引起的栅衬底电荷耦合所产生的），如图1.5a所示。然而，在工艺特征尺寸L_g进入纳米级阶段的早期，由于迁移率饱和、氧化埋层二维效应、电场边缘效应（见图1.5b），以及t_Si缩减的技术瓶颈，SOI技术并没有快速地发展，所以CMOS工艺仍然是工艺的主流技术。随着SOI晶圆技术的发展，许多工程师认为，与FinFET相比，具有薄氧化埋层的FD-SOI MOSFET的工艺相对简单、短沟道效应容易得到控制、电源电压较低，且阈值电压和功耗也可以通过背栅进行调节。在这一小节中，我们首先回顾一下与厚氧化埋层和薄氧化埋层有关的器件特性，之后对厚氧化埋层FD-SOI MOSFET缩放规律进行分析，并描述源于薄氧化埋层和背栅（衬底）设计和偏置的独特性能及可扩展性。

图1.5 a）具有厚氧化埋层的单栅FD-SOI MOSFET结构

b）电场边缘效应的等值线和电场矢量的数值模拟（厚氧化埋层FD-SOI MOSFET，L_eff=0.2μm；t_Si=100nm;t_BOX=350nm,V_DS=50mV）