Przepływ procesu płytki SOI (Silicon On Insulator).
April 21, 2025
Przepływ procesu płytki SOI (Silicon On Insulator).
Oświetlenie węglowejest materiałem półprzewodnikowym, który tworzy ultracienką warstwę krzemu na warstwie izolacyjnej poprzez specjalny proces.
W sprawieWładze państwowepłytka składa się z trzech warstw:
-
Najwyższy krzem (warstwa urządzenia): grubość waha się od kilkudziesięciu nanometrów do kilku mikrometrów, stosowana do produkcji tranzystorów i innych urządzeń.
-
Oksydy zakopane (BOX): Środkowa warstwa izolacyjna dwutlenku krzemu (gęstość około 0,05-15 μm) izoluje warstwę urządzenia od podłoża, zmniejszając działanie pasożytnicze.
-
Substrat Krzemowy: Dolna warstwa krzemu (gęstość 100-500 μm) zapewnia mechaniczne wsparcie.
W zależności od technologii procesu wytwarzania główne szlaki procesu płytek SOI można sklasyfikować na: SIMOX (oddzielenie poprzez implantację tlenu), BESOI (wiązanie i grafowanie SOI),i Smart Cut (inteligentna technologia separacji).
SIMOX (Separation by Implantation of Oxygen) polega na wszczepieniu wysokoenergetycznych jonów tlenu do płytki krzemowej w celu utworzenia zakopanej warstwy dwutlenku krzemu,następnie wysokotemperaturowe wygrzewanie w celu naprawy wad siatkiRdzeniem tego procesu jest bezpośrednie implantowanie tlenu przez jony, tworząc zakopaną warstwę tlenku.
BESOI (Związanie i etycja SOI) polega na wiązaniu dwóch płytek krzemowych, a następnie rozcieńczeniu jednej z nich poprzez szlifowanie mechaniczne i etyrowanie chemiczne w celu utworzenia struktury SOI.
Technologia Smart Cut polega na wszczepieniu jonów wodoru w warstwę separacyjną.powodując ultracienką warstwę krzemuRdzeń tego procesu to implantacja i oddzielenie wodoru.
Obecnie istnieje inna technologia o nazwie SIMBOND (Oxygen Implantation Bonding Technology), opracowana przez Soitec.Ta technologia jest zasadniczo procesem, który łączy zarówno tlen implantacji izolacji i techniki wiązaniaW tym procesie wszczepiony tlen służy jako bariera rozrzedzania, podczas gdy rzeczywista zakopana warstwa tlenku jest warstwą tlenku hodowlanej termicznie.jednocześnie poprawia parametry takie jak jednolitość górnej warstwy krzemu i jakość zakopanej warstwy tlenku.
Płytki SOI wytwarzane przy użyciu różnych metod technologicznych mają różne parametry wydajności, dzięki czemu nadają się do różnych scenariuszy zastosowań.
Technologia | Zakres grubości warstwy górnej | Grubość zakopanej warstwy tlenku | Jednorodność (±) | Koszty | Obszary zastosowania |
SIMOX | 0.5-20um | 00,3-4 m | 00,5 mm | Średnio wysoki | Urządzenia energetyczne, obwody modelowe |
BESOI | 1-200um | 0.3-4um | 250 nm | Niski | Elektronika motoryzacyjna, fotonika |
Smart Cut | 0.075-1.5um | 0.05-3um | 120,5 nm | Średnie | Częstotliwość 5G, chipy fal milimetrowych |
SIMBOND | 0.075-3um | 0.05-3um | 120,5 nm | Wysoki | Urządzenia zaawansowane, filtry |
Poniżej przedstawiono podsumowaną tabelę podstawowych zalet wydajności płytek SOI, łącząc ich charakterystykę techniczną i praktyczne scenariusze zastosowania.W związku z powyższym Komisja uznaje, że systemy SOI są zgodne z wymogami określonymi w art. 107 ust. 1 Traktatu.. (PS: Wydajność 22nm FD-SOI jest bliska FinFET, przy 30% obniżeniu kosztów.)
Zalety wydajności | Droga technologiczna | Specyficzna wydajność | Typowe obszary zastosowania |
Niskie zużycie energii | Izolacja oksydu zakopanego (BOX) | Włączenie przy 15% ~ 30%, zużycie energii 20% ~ 50% | Stacje bazowe 5G, szybkie układy zintegrowane |
Wysokie napięcie awaryjne | Urządzenie wysokiego napięcia awaryjnego | Wysokie napięcie awaryjne, do 90% lub więcej, wydłużona żywotność | Moduły zasilania, urządzenia wysokonapięciowe |
Wysoka przewodność cieplna | Urządzenie o wysokiej przewodności cieplnej | Odporność termiczna 3-5 razy niższa, zmniejszona odporność termiczna | Urządzenia rozpraszające ciepło, chipy o wysokiej wydajności |
Wysoka kompatybilność elektromagnetyczna | Urządzenie o wysokiej zgodności elektromagnetycznej | Odporne na zewnętrzne zakłócenia elektromagnetyczne | Urządzenia elektroniczne wrażliwe na zakłócenia elektromagnetyczne |
Odporność na wysokie temperatury | Odporność na wysokie temperatury | Odporność termiczna powyżej 30%, temperatura robocza 15-25°C | 14nm CPU, światła LED, systemy zasilania |
Doskonała elastyczność projektowania | Doskonała elastyczność projektowania | Brak dodatkowego procesu montażu, zmniejsza złożoność | Urządzenia wysokiej precyzji, czujniki mocy |
Doskonała wydajność elektryczna | Doskonała wydajność elektryczna | Wydajność elektryczna osiąga 100mA | Pojazdy elektryczne, ogniwa słoneczne |
Podsumowując, główne zalety SOI to: szybszy bieg i mniejsze zużycie energii.SOI ma szeroki zakres zastosowań w dziedzinach, które wymagają doskonałej częstotliwości i zużycia energiiJak pokazano poniżej, na podstawie udziału w rynku SOI w różnych dziedzinach zastosowań urządzenia RF i urządzenia energetyczne stanowią zdecydowaną większość rynku SOI.
Zalecenia dotyczące produktu
Silikon na izolatorze SOI Wafer 6", 2,5 "m (p-doped) + 1,0 SiO2 + 625um Si (P-typ / bor doped)
SOI Wafer Silicon On Insulator Wafer Dopant P BOX Warstwa 0,4-3 Orientacja podłoża 100 111