SOI (Silikon-op-isolator) wafersverteenwoordig 'n gespesialiseerde halfgeleiermateriaal met 'n ultra-dun silikonlaag wat bo-op 'n isolerende oksiedlaag gevorm word. Hierdie unieke toebroodjiestruktuur lewer beduidende prestasieverbeterings vir halfgeleiertoestelle.
Strukturele Samestelling:
Toestellaag (boonste silikon):
Dikte wat wissel van etlike nanometers tot mikrometers, en dien as die aktiewe laag vir transistorvervaardiging.
Begrawe Oksiedlaag (DOOS):
'n Silikondioksied-isolerende laag (0.05-15μm dik) wat die toestellaag elektries van die substraat isoleer.
Basissubstraat:
Grootmaat silikon (100-500 μm dik) wat meganiese ondersteuning bied.
Volgens die voorbereidingsprosestegnologie kan die hoofstroomprosesroetes van SOI-silikonwafers geklassifiseer word as: SIMOX (suurstofinspuitings-isolasietegnologie), BESOI (bindingsverdunnertegnologie) en Smart Cut (intelligente strooptegnologie).
SIMOX (Suurstofinspuitings-isolasietegnologie) is 'n tegniek wat die inspuiting van hoë-energie suurstofione in silikonwafels behels om 'n ingebedde silikondioksiedlaag te vorm, wat dan aan hoëtemperatuur-uitgloeiing onderwerp word om roosterdefekte te herstel. Die kern is direkte ioon-suurstofinspuiting om 'n ingebedde laag suurstof te vorm.
BESOI (Bonding Thinning-tegnologie) behels die binding van twee silikonwafers en dan die verdunning van een daarvan deur meganiese slyp en chemiese etsing om 'n SOI-struktuur te vorm. Die kern lê in binding en verdunning.
Smart Cut (Intelligente Afskilferingstegnologie) vorm 'n afskilferingslaag deur waterstofiooninspuiting. Na binding word hittebehandeling uitgevoer om die silikonwafel langs die waterstofioonlaag af te skilfer en 'n ultra-dun silikonlaag te vorm. Die kern is waterstofinspuitingsstroop.
Tans is daar nog 'n tegnologie bekend as SIMBOND (suurstofinspuitbindingstegnologie), wat deur Xinao ontwikkel is. Trouens, dit is 'n roete wat suurstofinspuiting-isolasie en bindingstegnologieë kombineer. In hierdie tegniese roete word die ingespuite suurstof as 'n verdunnende versperringslaag gebruik, en die werklike begrawe suurstoflaag is 'n termiese oksidasielaag. Daarom verbeter dit gelyktydig parameters soos die eenvormigheid van die boonste silikon en die kwaliteit van die begrawe suurstoflaag.
SOI-silikonwafers wat deur verskillende tegniese roetes vervaardig word, het verskillende prestasieparameters en is geskik vir verskillende toepassingscenario's.
Die volgende is 'n opsommingstabel van die kernprestasievoordele van SOI-silikonwafers, gekombineer met hul tegniese kenmerke en werklike toepassingscenario's. In vergelyking met tradisionele grootmaat-silikon, het SOI beduidende voordele in die balans van spoed en kragverbruik. (NS: Die prestasie van 22nm FD-SOI is naby aan dié van FinFET, en die koste word met 30% verminder.)
| Prestasievoordeel | Tegniese Beginsel | Spesifieke Manifestasie | Tipiese Toepassingscenario's |
| Lae Parasitiese Kapasitansie | Isolerende laag (BOX) blokkeer ladingkoppeling tussen toestel en substraat | Skakelspoed het met 15%-30% verhoog, kragverbruik met 20%-50% verminder | 5G RF, hoëfrekwensie-kommunikasieskyfies |
| Verminderde lekstroom | Isolerende laag onderdruk lekstroompaaie | Lekstroom verminder met >90%, verlengde batterylewe | IoT-toestelle, Draagbare elektronika |
| Verbeterde Stralingshardheid | Isolerende laag blokkeer stralingsgeïnduseerde ladingophoping | Stralingstoleransie het 3-5x verbeter, enkelgebeurtenis-ontwrigtings verminder | Ruimtetuig, Kernbedryftoerusting |
| Kortkanaal-effekbeheer | Dun silikonlaag verminder elektriese veldinterferensie tussen drein en bron | Verbeterde drempelspanningstabiliteit, geoptimaliseerde subdrempelhelling | Gevorderde noduslogika-skyfies (<14nm) |
| Verbeterde Termiese Bestuur | Isolerende laag verminder termiese geleidingskoppeling | 30% minder hitte-ophoping, 15-25°C laer bedryfstemperatuur | 3D-IC's, Motorelektronika |
| Hoëfrekwensie-optimalisering | Verminderde parasitiese kapasitansie en verbeterde draermobiliteit | 20% laer vertraging, ondersteun >30GHz seinverwerking | mmWave-kommunikasie, satellietkommunikasieskyfies |
| Verhoogde Ontwerpbuigsaamheid | Geen doping nodig nie, ondersteun terugspanning | 13%-20% minder prosesstappe, 40% hoër integrasiedigtheid | Gemengde-sein IC's, Sensors |
| Vergrendelde immuniteit | Isolerende laag isoleer parasitiese PN-verbindings | Vergrendelstroomdrempel verhoog na >100mA | Hoëspanningskragtoestelle |
Om op te som, die belangrikste voordele van SOI is: dit loop vinnig en is meer energie-doeltreffend.
As gevolg van hierdie prestasie-eienskappe van SOI, het dit wye toepassings in velde wat uitstekende frekwensieprestasie en kragverbruiksprestasie vereis.
Soos hieronder getoon, gebaseer op die proporsie van toepassingsvelde wat ooreenstem met SOI, kan gesien word dat RF- en kragtoestelle die oorgrote meerderheid van die SOI-mark uitmaak.
| Toepassingsveld | Markaandeel |
| RF-SOI (Radiofrekwensie) | 45% |
| Krag SOI | 30% |
| FD-SOI (Volledig Uitgeput) | 15% |
| Optiese SOI | 8% |
| Sensor SOI | 2% |
Met die groei van markte soos mobiele kommunikasie en outonome bestuur, word verwag dat SOI-silikonwafers ook 'n sekere groeikoers sal handhaaf.
XKH, as 'n toonaangewende innoveerder in Silicon-On-Insulator (SOI) wafertegnologie, lewer omvattende SOI-oplossings van O&O tot volumeproduksie deur gebruik te maak van toonaangewende vervaardigingsprosesse. Ons volledige portefeulje sluit 200 mm/300 mm SOI-wafers in wat RF-SOI-, Power-SOI- en FD-SOI-variante dek, met streng gehaltebeheer wat uitsonderlike werkverrigtingskonsekwentheid verseker (dikte-eenvormigheid binne ±1.5%). Ons bied pasgemaakte oplossings met 'n begrawe oksied (BOX) laagdikte wat wissel van 50 nm tot 1.5 μm en verskeie weerstandspesifikasies om aan spesifieke vereistes te voldoen. Deur gebruik te maak van 15 jaar se tegniese kundigheid en 'n robuuste wêreldwye voorsieningsketting, verskaf ons betroubaar hoëgehalte SOI-substraatmateriale aan top-halfgeleiervervaardigers wêreldwyd, wat baanbrekende skyfie-innovasies in 5G-kommunikasie, motorelektronika en kunsmatige intelligensie-toepassings moontlik maak.
XKH's SOI-wafers:
Plasingstyd: 24 Apr-2025