SOI (szilícium-szigetelőn) ostyákegy speciális félvezető anyagot képviselnek, amely egy szigetelő oxid réteg felett elhelyezkedő ultravékony szilíciumréteggel rendelkezik. Ez az egyedi szendvicsszerkezet jelentős teljesítménynövekedést biztosít a félvezető eszközök számára.
Szerkezeti összetétel:
Eszközréteg (felső szilícium):
Vastagsága néhány nanométertől mikrométerig terjed, aktív rétegként szolgál a tranzisztorok gyártásához.
Eltemetett oxidréteg (BOX):
Egy szilícium-dioxid szigetelőréteg (0,05-15 μm vastag), amely elektromosan izolálja az eszköz rétegét az aljzattól.
Alapfelület:
Tömör szilícium (100-500 μm vastag), amely mechanikai támaszt biztosít.
Az előállítási technológia szerint az SOI szilícium ostyák fő feldolgozási útvonalai a következőkre oszthatók: SIMOX (oxigénbefecskendezéses izolációs technológia), BESOI (kötésvékonyítási technológia) és Smart Cut (intelligens sztrippelési technológia).
A SIMOX (oxigénbefecskendezéses izolációs technológia) egy olyan technika, amely nagy energiájú oxigénionokat fecskendez be szilíciumlapkákba, hogy egy szilícium-dioxidba ágyazott réteget hozzanak létre, amelyet ezután magas hőmérsékletű hőkezelésnek vetnek alá a rácshibák kijavítása érdekében. A magba közvetlen ion-oxigénbefecskendezést alkalmaznak, hogy eltemetett oxigénréteget hozzanak létre.
A BESOI (Bonding Thinning technology) két szilíciumlapka összeillesztéséből, majd az egyik elvékonyításából áll mechanikai csiszolással és kémiai maratással, így SOI szerkezetet hozva létre. A mag a kötésben és elvékonyításban rejlik.
Az intelligens hámlasztó technológia (Smart Cut) hidrogénion-befecskendezéssel hoz létre egy hámlasztó réteget. A kötés után hőkezeléssel hámlasztják a szilíciumlapkát a hidrogénion-réteg mentén, így egy ultravékony szilíciumréteg jön létre. A magot hidrogénbefecskendezéses leválasztással alakítják ki.
Jelenleg létezik egy másik technológia, a SIMBOND (oxigénbefecskendezéses kötési technológia), amelyet a Xinao fejlesztett ki. Valójában ez egy olyan eljárás, amely ötvözi az oxigénbefecskendezéses izolációs és kötési technológiákat. Ebben a technikai eljárásban a befecskendezett oxigént elvékonyodó zárórétegként használják, és a ténylegesen eltemetett oxigénréteg egy termikus oxidációs réteg. Így egyidejűleg javítja az olyan paramétereket, mint a felső szilícium egyenletessége és az eltemetett oxigénréteg minősége.
A különböző műszaki eljárással gyártott SOI szilícium ostyák eltérő teljesítményparaméterekkel rendelkeznek, és különböző alkalmazási forgatókönyvekhez alkalmasak.
Az alábbiakban a SOI szilícium ostyák főbb teljesítménybeli előnyeit összefoglaló táblázat található, műszaki jellemzőikkel és tényleges alkalmazási lehetőségekkel kombinálva. A hagyományos tömbös szilíciumhoz képest a SOI jelentős előnyökkel rendelkezik a sebesség és az energiafogyasztás egyensúlyában. (Ui.: A 22 nm-es FD-SOI teljesítménye közel áll a FinFET-éhez, és a költsége 30%-kal csökken.)
| Teljesítményelőny | Műszaki alapelv | Specifikus megnyilvánulás | Tipikus alkalmazási forgatókönyvek |
| Alacsony parazita kapacitás | A szigetelőréteg (BOX) blokkolja a töltés csatolását az eszköz és az aljzat között | A kapcsolási sebesség 15%-30%-kal nőtt, az energiafogyasztás 20%-50%-kal csökkent | 5G RF, nagyfrekvenciás kommunikációs chipek |
| Csökkentett szivárgási áram | A szigetelőréteg elnyomja a szivárgóáram-utakat | >90%-kal csökkent szivárgási áram, hosszabb akkumulátor-élettartam | IoT eszközök, viselhető elektronika |
| Fokozott sugárzási keménység | A szigetelőréteg blokkolja a sugárzás okozta töltésfelhalmozódást | A sugárzástűrő képesség 3-5-szörösére javult, az egyszeri eseményekből adódó zavarok száma csökkent | Űrhajók, nukleáris ipari berendezések |
| Rövid csatornás effektvezérlés | A vékony szilíciumréteg csökkenti az elektromos tér interferenciáját a lefolyó és a forrás között | Javított küszöbfeszültség-stabilitás, optimalizált küszöb alatti meredekség | Fejlett csomóponti logikai chipek (<14nm) |
| Javított hőkezelés | A szigetelőréteg csökkenti a hővezetési csatolást | 30%-kal kevesebb hőfelhalmozódás, 15-25°C-kal alacsonyabb üzemi hőmérséklet | 3D IC-k, Autóipari elektronika |
| Nagyfrekvenciás optimalizálás | Csökkentett parazita kapacitás és fokozott hordozómobilitás | 20%-kal alacsonyabb késleltetés, támogatja a >30GHz-es jelfeldolgozást | mmWave kommunikáció, műholdas kommunikációs chipek |
| Fokozott tervezési rugalmasság | Nincs szükség kútdópolásra, támogatja a hátsó előfeszítést | 13–20%-kal kevesebb folyamatlépés, 40%-kal nagyobb integrációs sűrűség | Vegyes jelű integrált áramkörök, érzékelők |
| Reteszelő immunitás | A szigetelőréteg elkülöníti a parazita PN-átmeneteket | A reteszelőáram küszöbértéke >100mA-re emelkedett | Nagyfeszültségű eszközök |
Összefoglalva, a SOI fő előnyei a következők: gyors futás és energiahatékonyabb.
Az SOI ezen teljesítményjellemzőinek köszönhetően széles körben alkalmazható olyan területeken, amelyek kiváló frekvenciateljesítményt és energiafogyasztási teljesítményt igényelnek.
Amint az alábbiakban látható, az SOI-nak megfelelő alkalmazási területek aránya alapján látható, hogy az RF és teljesítményeszközök a SOI piac túlnyomó többségét teszik ki.
| Alkalmazási terület | Piaci részesedés |
| RF-SOI (rádiófrekvencia) | 45% |
| Teljesítmény-SOI | 30% |
| FD-SOI (Teljesen lemerült) | 15% |
| Optikai SOI | 8% |
| Szenzor SOI | 2% |
Az olyan piacok növekedésével, mint a mobilkommunikáció és az önvezető rendszerek, a SOI szilícium ostyák várhatóan bizonyos ütemben is növekedni fognak.
Az XKH, mint a szilícium-szigetelőn (SOI) alapuló wafer technológia vezető innovátora, átfogó SOI megoldásokat kínál a kutatás-fejlesztéstől a tömeggyártásig, iparágvezető gyártási folyamatokat alkalmazva. Teljes portfóliónk 200 mm/300 mm-es SOI wafereket tartalmaz, beleértve az RF-SOI, Power-SOI és FD-SOI változatokat, szigorú minőségellenőrzéssel, amely kivételes teljesítményállandóságot biztosít (vastagságegyenletesség ±1,5%-on belül). Testreszabott megoldásokat kínálunk 50 nm-től 1,5 μm-ig terjedő eltemetett oxid (BOX) réteg vastagsággal és különféle ellenállási specifikációkkal, hogy megfeleljünk az adott követelményeknek. 15 éves műszaki szakértelmünkre és robusztus globális ellátási láncunkra támaszkodva megbízhatóan szállítunk kiváló minőségű SOI szubsztrát anyagokat a világ vezető félvezető gyártóinak, lehetővé téve a legmodernebb chip innovációkat az 5G kommunikációban, az autóipari elektronikában és a mesterséges intelligencia alkalmazásokban.
XKH'SOI ostyák:
Közzététel ideje: 2025. április 24.