SOI (Silicon On Insulator) levhasının süreç akışı.
April 21, 2025
SOI (Silicon On Insulator) levhasının süreç akışı.
SOI wafer (Silikon-On-Isolator)Özel bir işlem yoluyla yalıtım katmanında ultra ince bir silikon katmanı oluşturan bir yarı iletken malzemedir.
BuÜlke İdaresiWafer üç katmandan oluşur:
-
Üst silikon (Cihaz katmanı): Transistörler ve diğer cihazların üretimi için kullanılan kalınlık onlarca nanometreden birkaç mikrometreye kadar değişir.
-
Mezarlı Oksit (Kutu): Orta silikon dioksit yalıtım tabakası (yaklaşık 0.05-15μm kalınlığı) cihaz tabakasını substrattan izole eder ve parazitik etkilerini azaltır.
-
Substrat Silikon: Alt silikon tabakası (kalınlığı 100-500μm) mekanik destek sağlar.
Üretim süreci teknolojisine göre, SOI levhalarının ana süreç yolları şunlara sınıflandırılabilir: SIMOX (Oksijen yerleştirme yoluyla ayrılma), BESOI (SOI'nin bağlanması ve kazınması),ve Smart Cut (Akıllı Ayrım Teknolojisi).
SIMOX (Oksijen Ekimle Ayrılma), gömülü bir silikon dioksit katmanı oluşturmak için yüksek enerjili oksijen iyonlarının bir silikon plaka içine yerleştirilmesini içerir.sonra ızgara kusurlarını onarmak için yüksek sıcaklıkta kaynatmaBu işlemin özü, gömülü oksit tabakasını oluşturmak için oksijenin doğrudan iyon eklenmesidir.
BESOI (SOI'nin bağlanması ve kazınmasıBu işlem, iki silikon levhayı birbirine bağlamayı, daha sonra bunlardan birini mekanik öğütme ve kimyasal kazımla inceltmeyi içerir.
Akıllı kesim teknolojisi, hidrojen iyonlarının yerleştirilmesini içerir.sonucunda ultra ince bir silikon tabakası oluşurBu işlemin özü hidrojen ekimi ve ayrımıdır.
Şu anda, Soitec tarafından geliştirilen SIMBOND (Oksijen İmplantasyon Bağlantı Teknolojisi) adlı başka bir teknoloji var.Bu teknoloji esasen hem oksijen yerleştirme hem de bağlama tekniklerini birleştiren bir işlemdir.Bu süreçte, yerleştirilen oksijen inceltme bariyeri olarak hizmet ederken, gerçek gömülü oksit tabakası termal olarak yetiştirilen bir oksit tabakasıdır.Aynı anda üst silikon tekdüzeliği ve gömülü oksit tabakasının kalitesi gibi parametreleri iyileştirir.
Farklı teknolojik yollar kullanarak üretilen SOI levhalarının farklı performans parametreleri vardır ve bu da onları çeşitli uygulama senaryoları için uygun kılar.
Teknoloji | Üst katman kalınlığı aralığı | Mezarlı oksit katmanının kalınlığı | Tekdüzelik (±) | Maliyet | Uygulama Alanları |
SIMOX | 0.5-20um | 0.3-4m | 0.5um | Orta-Yüksek | Güç cihazları, model devreler |
BESOI | 1-200um | 0.3-4um | 250nm | Düşük | Otomotiv Elektronik, Fotonik |
Akıllı Kesim | 0.075-1.5um | 0.05-3um | 12.5nm | Orta | 5G Frekansı, Millimeter Dalga Çipleri |
SIMBOND | 0.075-3um | 0.05-3um | 12.5nm | Yüksek | Yüksek Kaliteli Cihazlar, Filtreler |
Aşağıda, teknik özelliklerini ve pratik uygulama senaryolarını birleştiren SOI levhalarının temel performans avantajlarının bir özet tablosu verilmiştir.SOI, hız-güç tüketimi dengesinde önemli avantajlar sunar. (PS: 22nm FD-SOI'nin performansı % 30 maliyet indirimle FinFET'e yakındır.)
Performans Avantajları | Teknoloji Yolu | Özel Performans | Tipik Uygulama Alanları |
Düşük Güç Tüketimi | gömülü oksit (Kutu) izolasyonu | %15 ~ %30'da açılıyor, güç tüketimi %20 ~ %50 | 5G baz istasyonları, yüksek hızlı entegre devreler |
Yüksek Boşaltma Voltajı | Yüksek Boşaltma Voltajı Cihazı | Yüksek arıza voltajı,% 90'a kadar veya daha fazla, uzatılmış hizmet ömrü | Güç modülleri, yüksek gerilimli cihazlar |
Yüksek ısı iletkenliği | Yüksek ısı iletkenliği cihazı | Termal direnci 3-5 kat daha düşük, düşük termal direnci | Sıcaklık dağıtım cihazları, yüksek performanslı çipler |
Yüksek Elektromanyetik Uyumluluk | Yüksek Elektromanyetik Uyumluluk Aygıtı | Dış elektromanyetik müdahaleye dayanıklı | Elektromanyetik müdahaleye duyarlı elektronik cihazlar |
Yüksek Sıcaklığa Dayanıklı | Yüksek Sıcaklığa Dayanıklı | Isı direnci %30'dan fazla, çalışma sıcaklığı 15~25°C | 14nm CPU, LED lambaları, güç sistemleri |
Mükemmel Esneklik | Mükemmel Esneklik | Ek montaj işlemi yok, karmaşıklığı azaltıyor | Yüksek hassasiyetli cihazlar, güç sensörleri |
Mükemmel Elektrik Performansı | Mükemmel Elektrik Performansı | Elektrik performansı 100mA'ya ulaşır. | Elektrikli araçlar, güneş hücreleri |
Basit ve açık bir şekilde özetlemek gerekirse, SOI'nin ana avantajları şöyledir: daha hızlı çalışır ve daha az güç tüketir.SOI, mükemmel frekans ve güç tüketimi performansı gerektiren alanlarda çok çeşitli uygulamalara sahiptir.Aşağıda gösterildiği gibi, çeşitli uygulama alanlarında SOI'nin pazar payına dayanarak, RF ve güç cihazları SOI pazarının büyük çoğunluğunu oluşturuyor.
İlgili ürün önerisi
Silikon İzolatör SOI Wafer 6 ", 2.5 "m (P-doped) + 1.0 SiO2 + 625um Si (P tipi / Borum Doped)
SOI Wafer Silikon On Izolatör Wafer Dopant P BOX Katman 0.4-3 Substrat yönelimi 100 111