Процесс потока SOI (силикона на изоляторе) пластины.
April 21, 2025
Процесс потока SOI (силикона на изоляторе) пластины.
SOI-вольфра (силикона на изоляторе)является полупроводниковым материалом, который образует сверхтонкий слой кремния на изоляционном слое посредством специального процесса.
ВСОИВафля состоит из трех слоев:
-
верхний кремний (устройственный слой): толщина варьируется от десятков нанометров до нескольких микрометров, используется для производства транзисторов и других устройств.
-
Погребальный оксид (КУСКА): Средний изоляционный слой диоксида кремния (толщина около 0,05-15 мкм) изолирует слой устройства от субстрата, уменьшая паразитическое воздействие.
-
Кремний субстрата: Нижний кремниевый слой (толщина 100-500 мкм) обеспечивает механическую поддержку.
В соответствии с технологией производства основные процессы обработки SOI-облачек можно классифицировать как: SIMOX (Separation by Implantation of Oxygen), BESOI (Bonding and Etching of SOI),и Smart Cut (Интеллектуальная технология разделения).
SIMOX (Separation by Implantation of Oxygen) включает в себя имплантацию высокоэнергетических ионов кислорода в кремниевую пластинку, чтобы сформировать погруженный слой диоксида кремния,с последующей высокотемпературной отжигом для исправления дефектов решеткиЯдром этого процесса является непосредственное имплантирование ионов кислорода для формирования погребенного оксидного слоя.
BESOI (Связывание и гравирование SOIВ процессе склеивания двух кремниевых пластин, а затем разжижения одной из них путем механического измельчения и химического гравирования для формирования структуры SOI.
Технология Smart Cut предполагает имплантацию ионов водорода для образования слоя отделения.получение сверхтонкого слоя кремнияЯдром этого процесса является имплантация и отделение водорода.
В настоящее время существует другая технология под названием SIMBOND (технология связывания имплантации кислорода), разработанная компанией Soitec.Эта технология по существу является процессом, который сочетает в себе как кислород имплантации изоляции и связывания методовВ этом процессе имплантированный кислород служит барьером для истончения, в то время как фактический слой оксида, похороненный, представляет собой слой оксида, выращенный термически.одновременно улучшает такие параметры, как однородность верхнего кремния и качество погребенного оксидного слоя.
SOI-облачки, изготовленные с использованием различных технологических путей, имеют различные параметры производительности, что делает их подходящими для различных сценариев применения.
| Технологии | Диапазон толщины верхнего слоя | Толщина погруженного оксидного слоя | Однородность (±) | Стоимость | Области применения |
| Симокс | 0.5-20um | 00,3-4 м | 0.5мм | Средне-высокий | Силовые устройства, модельные схемы |
| BESOI | 1-200мм | 0.3-4um | 250 нм | Низкий | Автомобильная электроника, фотоника |
| Умный рез | 0.075-1.5мм | 0.05-3um | 12.5 нм | Средний | Частота 5G, микросхемы миллиметровой волны |
| СИМБОНД | 0.075-3um | 0.05-3um | 12.5 нм | Высокий | Устройства высокого класса, фильтры |
Ниже приведена краткая таблица основных преимуществ производительности пластин SOI, объединяющая их технические характеристики и практические сценарии применения.СОИ предлагает значительные преимущества в балансе скорости и энергопотребления. (PS: производительность 22nm FD-SOI близка к FinFET, с 30% снижением затрат.)
| Преимущества производительности | Технологический маршрут | Специфические показатели | Типичные области применения |
| Низкое энергопотребление | Изоляция с зарытым оксидом (КУСКА) | Включение при 15% ~ 30%, расход энергии 20% ~ 50% | Базовые станции 5G, высокоскоростные интегральные схемы |
| Высокое разрывное напряжение | Устройство высокого разрывного напряжения | Высокое разрывное напряжение до 90% и более, длительный срок службы | Модули питания, устройства высокого напряжения |
| Высокая теплопроводность | Устройство высокой теплопроводности | Тепловое сопротивление в 3-5 раз ниже, пониженное тепловое сопротивление | Устройства рассеивания тепла, высокопроизводительные чипы |
| Высокая электромагнитная совместимость | Устройство высокой электромагнитной совместимости | Устойчивые к внешним электромагнитным помехам | Электронные устройства, чувствительные к электромагнитным помехам |
| Устойчивость к высоким температурам | Устойчивость к высоким температурам | Тепловое сопротивление более 30%, рабочая температура 15-25°C | 14 нм процессор, светодиодные лампы, энергосистемы |
| Отличная гибкость конструкции | Отличная гибкость конструкции | Нет дополнительного процесса сборки, уменьшает сложность | Устройства высокой точности, датчики мощности |
| Отличная электрическая производительность | Отличная электрическая производительность | Электрическая производительность достигает 100mA | Электромобили, солнечные батареи |
В общем, основные преимущества SOI заключаются в том, что они работают быстрее и потребляют меньше энергии.SOI имеет широкий спектр применений в областях, требующих отличных частот и производительности энергопотребленияКак показано ниже, на основе доли рынка ГЧП в различных областях применения, RF и энергетические устройства составляют подавляющее большинство рынка ГЧП.
Соответствующая рекомендация продукта
Кремний на изоляторе SOI Wafer 6", 2,5 "m (P-допированный) + 1,0 SiO2 + 625um Si (P-тип / Допированный бором)
SOI Wafer Кремний на изоляторе Wafer Dopant P BOX слой 0,4-3 Ориентация субстрата 100 111