SOI (силициум-на-изолатор) плочкипретставуваат специјализиран полупроводнички материјал со ултратенок силиконски слој формиран врз изолациски оксиден слој. Оваа уникатна сендвич структура овозможува значително подобрување на перформансите за полупроводничките уреди.
Структурен состав:
Слој на уредот (горен силикон):
Дебелина што се движи од неколку нанометри до микрометри, што служи како активен слој за производство на транзистори.
Закопан оксиден слој (КУТИЈА):
Изолациски слој од силициум диоксид (дебелина од 0,05-15 μm) кој електрично го изолира слојот на уредот од подлогата.
Основна подлога:
Силикон во голем обем (дебелина од 100-500 μm) кој обезбедува механичка потпора.
Според технологијата на подготовка, главните процеси на производство на SOI силиконски плочки може да се класифицираат како: SIMOX (технологија на изолација со вбризгување на кислород), BESOI (технологија на разредување на лепење) и Smart Cut (интелигентна технологија на одлепување).
SIMOX (технологија на изолација со вбризгување кислород) е техника што вклучува вбризгување на високоенергетски кислородни јони во силициумски плочки за да се формира слој вграден во силициум диоксид, кој потоа се подложува на жарење на висока температура за да се поправат дефектите на решетката. Јадрото е директно вбризгувано со јонски кислород за да се формира закопан слој кислород.
BESOI (технологија на разредување со лепење) вклучува лепење на две силиконски плочки, а потоа разредување на едната од нив преку механичко брусење и хемиско јоргање за да се формира SOI структура. Јадрото лежи во лепењето и разредувањето.
Smart Cut (технологија за интелигентна ексфолијација) формира слој за ексфолијација преку вбризгување на водородни јони. По лепењето, се врши термичка обработка за ексфолијација на силиконската плочка по должината на слојот од водородни јони, формирајќи ултратенок силиконски слој. Јадрото е со водородно вбризгување.
Моментално, постои друга технологија позната како SIMBOND (технологија на поврзување со вбризгување на кислород), која ја разви Ксинао. Всушност, тоа е начин што ги комбинира технологиите за изолација и поврзување со вбризгување на кислород. Во овој технички начин, вбризганиот кислород се користи како слој за разредување на бариерата, а самиот закопан слој на кислород е слој за термичка оксидација. Затоа, истовремено се подобруваат параметри како што се униформноста на горниот силикон и квалитетот на закопаниот слој на кислород.
SOI силиконските плочки произведени по различни технички патишта имаат различни параметри на перформанси и се погодни за различни сценарија на примена.
Следново е табела со резиме на основните предности во перформансите на SOI силиконските плочки, во комбинација со нивните технички карактеристики и сценарија за реална примена. Во споредба со традиционалниот силиконски материјал, SOI има значајни предности во рамнотежата помеѓу брзината и потрошувачката на енергија. (ПС: Перформансите на 22nm FD-SOI се блиску до оние на FinFET, а цената е намалена за 30%.)
| Предност на перформансите | Технички принцип | Специфична манифестација | Типични сценарија за примена |
| Низок паразитски капацитет | Изолациониот слој (BOX) го блокира спојувањето на полнежот помеѓу уредот и подлогата | Брзината на префрлување е зголемена за 15%-30%, потрошувачката на енергија е намалена за 20%-50% | 5G RF, високофреквентни комуникациски чипови |
| Намалена струја на истекување | Изолациониот слој ги потиснува патеките на струјата на истекување | Струјата на истекување е намалена за >90%, продолжен век на траење на батеријата | IoT уреди, нослива електроника |
| Зголемена тврдост на зрачење | Изолациониот слој го блокира акумулирањето на полнеж предизвикано од зрачење | Толеранцијата на зрачење е подобрена 3-5 пати, намалени повремени пореметувања | Вселенски летала, опрема за нуклеарна индустрија |
| Контрола на ефектите на кратки канали | Тенкиот силиконски слој ги намалува пречките во електричното поле помеѓу одводот и изворот | Подобрена стабилност на прагот на напон, оптимизиран наклон на подпрагот | Напредни чипови за логика на јазли (<14nm) |
| Подобрено термичко управување | Изолациониот слој го намалува спојувањето на топлинската спроводливост | 30% помалку акумулација на топлина, 15-25°C пониска работна температура | 3D IC, автомобилска електроника |
| Оптимизација на висока фреквенција | Намален паразитски капацитет и подобрена мобилност на носителите | 20% помало доцнење, поддржува обработка на сигнали од >30GHz | mmWave комуникација, сателитски комуникациски чипови |
| Зголемена флексибилност на дизајнот | Не е потребно добро допирање, поддржува обратно пристрасување | 13%-20% помалку чекори во процесот, 40% поголема густина на интеграција | Интегрални кола со мешан сигнал, сензори |
| Имунитет на заклучување | Изолациониот слој ги изолира паразитските PN споеви | Прагот на струја на заклучување се зголеми на >100mA | Високонапонски енергетски уреди |
Како заклучок, главните предности на SOI се: работи брзо и е енергетски поефикасен.
Поради овие карактеристики на перформансите на SOI, тој има широка примена во полиња каде што се потребни одлични фреквентни перформанси и потрошувачка на енергија.
Како што е прикажано подолу, врз основа на процентот на полиња на примена што одговараат на SOI, може да се види дека RF и енергетските уреди сочинуваат огромно мнозинство од пазарот на SOI.
| Поле на примена | Пазарен удел |
| RF-SOI (Радиофреквенција) | 45% |
| SOI на моќност | 30% |
| FD-SOI (целосно исцрпено) | 15% |
| Оптички SOI | 8% |
| SOI на сензорот | 2% |
Со растот на пазарите како што се мобилната комуникација и автономното возење, се очекува и SOI силиконските плочки да одржат одредена стапка на раст.
XKH, како водечки иноватор во технологијата на плочки од силициум-на-изолатор (SOI), испорачува сеопфатни SOI решенија, од истражување и развој до масивно производство, користејќи водечки производствени процеси во индустријата. Нашето комплетно портфолио вклучува SOI плочки од 200 mm/300 mm кои опфаќаат RF-SOI, Power-SOI и FD-SOI варијанти, со строга контрола на квалитетот што обезбедува исклучителна конзистентност на перформансите (униформност на дебелината во рамките на ±1,5%). Нудиме прилагодени решенија со дебелина на слојот закопан оксид (BOX) што се движи од 50 nm до 1,5 μm и различни спецификации на отпорност за да ги задоволиме специфичните барања. Користејќи 15 години техничка експертиза и робустен глобален синџир на снабдување, ние сигурно обезбедуваме висококвалитетни SOI подлоги за врвни производители на полупроводници низ целиот свет, овозможувајќи врвни иновации во чиповите во 5G комуникациите, автомобилската електроника и апликациите за вештачка интелигенција.
XKH„SOI плочки:
Време на објавување: 24 април 2025 година