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由于半导体发展趋势，在相同晶圆面积下填入更多晶体管，势必使线宽逐渐微缩，但尺寸微缩却有限制，其闸极线宽极限约在 3～5nm 间(线宽愈小则电阻值愈大)，使得科学家试图找寻在不微缩线宽尺寸下，如何以相同的制程方式提升元件效率，突破摩尔定律限制，而 SOI(Silicon on Insulator)硅晶绝缘体技术，即为解决方法之一。
所谓 SOI 技术是由 Si 晶圆透过特殊氧化反应，使氧化层(Buried Oxide)形成于 Si 层与 Si 晶圆间，最终产生 Si/SiO2(Buried Oxide)/Si Substrate 结构，由于 SOI 的半导体特性(低功耗、高性价比与低制造周期等)，使得元件拥有取代线宽较大(16-12nm)之 FinFET 结构优势。
磊晶技术发展，无助于 SOI 生成上之演进
SOI 的发展脉络可追朔至 1960 年中后期，由于半导体为了追求适当的绝缘材料作为基板，逐渐开发出以蓝宝石基板为基础而成长的 Si 磊晶层 SOS(Silicon on Sapphire)技术，为 SOI 原型，但由于蓝宝石基板价格昂贵，目前已较无人使用此技术。
另一方面，日商 Canon 也于 2000 年初，针对 SOI 技术开发 ELTRAN(Epitaxial Layer TRANsfer)成长方法，虽然 SOI 最上层之 Si 层材料可由磊晶方式成长，且条件易于控制，但整套流程需经阳极氧化(形成多孔性 Si 层)、磊晶、高温氧化、键结、分离蚀刻与氢气退火等步骤，过程十分繁琐，因而这项技术最后也无疾而终。
若以现阶段 SOI 生成技术评估，主要可分为离子布植及晶圆接合等方式进行，相关技术有以下几种：SIMOX(Separation by IMplanted OXygen)、BESOI(Bond and Etch-back SOI)与 Smart-Cut 等，作为后续供应现行 SOI 晶圆之方法。
三大 SOI 生成方法，以 Smart-Cut 技术独步群雄
以 SIMOX 技术为例，成长 SOI 方法主要透过离子布植机，将大量氧离子(O+ ions)打入 Si 晶圆前缘部分，再透过高温退火(1,300℃)使其产生氧化层，最终形成 Si/SiO2(Buried Oxide)/Si Substrate 结构。
该技术制作的 SOI 虽较容易，但由于氧离子于离子布植时，难以穿透 Si 晶圆达到深处，使得 Si 层只有约 50～240nm 厚度，因此后续还需经由磊晶成长方式，使 Si 层厚度增加，达到 SOI 元件所需的要求。
BESOI 成长方式是先透过两片 Si 晶圆，经高温氧化后形成两片表面氧化层的结构(SiO2/Si Substrate)，再将两片氧化层相互接合并加热(1,100℃)，使其产生键结与退火，最终经 CMP 研磨后形成 Si/SiO2(Buried Oxide)/Si Substrate 结构。尽管 Si 层的厚度已较 SIMOX 技术相对好控制，但两片氧化层接合之键结良率，仍是 SOI 晶圆产能的决定关键，需大量时间研磨除去多余 Si 层。
而 Smart-Cut 技术则为法国 SOITEC 开发的方法，可有效加速 SOI 制作速率。Smart-Cut 前半部分将如 BESOI 技术一般，先将两片 Si 晶圆经高温氧化形成表面氧化层，然后将其中一片的氧化层以离子布植机打入大量氢离子(H+)，随后再将两片氧化层以亲水性链结(Hydrophilic Bonding)方式相互接合，并加热至 400～600℃使氢离子层产生断裂，分离多余的 Si 层，最终经退火(1,100℃)与 CMP 研磨后，形成 Si/SiO2(Buried Oxide)/Si Substrate 结构。
借由 Smart-Cut 方法，确实有效缩减 CMP 研磨时间(经氢离子层断裂后留下之 Si 层变薄的缘故)，但两片氧化层的接合键结良率仍是 SOI 决定要素，尽管如此，Smart-Cut 还是能大幅提高 SOI 晶圆的生成速率，有效降低 SOI 晶圆成本，并得以驱使现行的光通讯元件、物联网与车用芯片领域加速发展。
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