最終更新 2026-10-09

SOIとは(シリコン・オン・インシュレータ)

Silicon On Insulator

SOI(シリコン・オン・インシュレータ)とは、シリコン基板の上に埋め込み酸化膜(BOX)を挟み、その上の薄いシリコン層にトランジスタを形成する基板技術です。素子が下地から絶縁分離されるため、接合容量の低減・リーク抑制・ラッチアップ耐性・耐放射線性に優れます。FD-SOIは低消費電力の車載・IoT向けで使われます。

目次8項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. 紛らわしい言葉の切り分け
  4. よくある質問
  5. 関連する製品
  6. 関連用語
  7. 比較・違いを学ぶ
  8. 出典・参考資料

定義・解説

SOI(Silicon On Insulator)は、シリコン基板の上に埋め込み酸化膜(BOX:Buried Oxide)を挟み、その上の薄いシリコン層にトランジスタを形成する基板技術です。素子が下地基板から絶縁分離されるため、接合容量の低減・リーク抑制・ラッチアップ耐性・耐放射線性に優れ、通常のバルクシリコンとは異なる利点を持ちます。

SOIには、シリコン層が厚く一部だけ空乏化する部分空乏型(PD-SOI)と、極薄シリコン層が全体空乏化する完全空乏型(FD-SOI)があります。FD-SOIはチャネルのドーピングをほぼ不要にでき、短チャネル効果を抑えつつボディバイアスでしきい値電圧を動的制御できるため、低消費電力IoT・車載MCU・5G RFに適します。

SOIの主な利点は、寄生容量の低減による高速化と低消費電力、ソフトエラー耐性の高さです。STMicroelectronicsやGlobalFoundries(22FDX)がFD-SOIを量産し、RF-SOIはスマートフォンの高周波スイッチ・アンテナチューナで世界的に使われています。FinFETとは微細化のアプローチが異なる選択肢として共存しています。

SOIウェハの製造は、Soitecが特許を持つSmartCut™(水素イオン注入+貼り合わせ+剥離)や貼り合わせ法(BSOI)で行われます。完全空乏型SOIはfdsoiの項、化合物との違いはsilicon-waferの項とあわせて理解すると、基板技術全体の位置づけが明確になります。

図解

SOI(シリコン・オン・インシュレータ)の種類(RF・FD・パワー・フォトニクス)と用途
Soitecが貼り合わせのSmart Cut技術で大きなシェアを持つ。

紛らわしい言葉の切り分け

SOIウェハとバルクシリコン。違いはトランジスタの下に絶縁膜があるかどうかです。SOIは埋め込み酸化膜でトランジスタを基板から切り離すため、寄生容量とリークが小さくなります。バルクは単一の結晶で安価で熱を逃がしやすく、先端ロジックやメモリの大半はバルクで作られます。 比較記事 →

関連するデータ・ツール

データシリコンウェハーの世界シェア(上位5社)

この用語を扱う職種

設計・デバイス開発RF回路設計エンジニア設計・デバイス開発光半導体・シリコンフォトニクスエンジニア設計・デバイス開発MEMSエンジニア

よくある質問(FAQ)

SOIとバルクシリコンはどう違いますか?
バルクシリコンはトランジスタが基板と直接つながっているのに対し、SOIは埋め込み酸化膜(BOX)で基板から絶縁分離されています。これにより接合容量とリーク電流が減り、ラッチアップも原理的に起こらず、放射線耐性も高くなります。
FD-SOIとPD-SOIの違いは何ですか?
FD-SOI(完全空乏型)はシリコン層が5〜7nmと薄く、動作時にチャネル全体が空乏化するためショートチャネル効果の抑制に優れ、ボディバイアス制御も可能です。PD-SOI(部分空乏型)はシリコン層が厚く一部だけ空乏化し、ヒストリ効果という特性変動の課題があります。
SOIはどんな用途で使われますか?
FD-SOI(22FDX・12FDX)は超低消費電力が求められるIoT・車載・ウェアラブル向け、RF-SOIはスマートフォンの高周波フロントエンド、そして耐放射線性を活かして宇宙・軍事用途にも使われます。

この用語に関連する製品

型番は各社の公式製品ページで確認したものです。出典のリンクは各製品ページに載せています。

FD-SOI ウェハSoitec・SOIウェハ

デバイスの製造メーカー

Soitecフランス

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フランス・イタリア合弁で設立された欧州大手半導体メーカー。STM32マイコン・SiCデバイス・MEMS・イメー…

GlobalFoundries米国

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比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. 東京エレクトロン nanotec museum「半導体用語集:SOIウェーハ」(2026/10/07 確認)