SOI (Silicon-On-Insulator) wafersfertsjintwurdigje in spesjalisearre healgeleidermateriaal mei in ultradunne silisiumlaach dy't boppe op in isolearjende oksidelaach foarme is. Dizze unike sandwichstruktuer leveret wichtige prestaasjeferbetteringen foar healgeleiderapparaten.
Strukturele gearstalling:
Apparaatlaach (boppeste silisium):
Dikte fariearjend fan ferskate nanometers oant mikrometers, en tsjinnet as de aktive laach foar transistorfabrikaasje.
Begroeven oksidelaach (DOAS):
In isolearjende laach fan silisiumdiokside (0,05-15 μm dik) dy't de apparaatlaach elektrysk isolearret fan it substraat.
Basissubstraat:
Bulk silisium (100-500μm dik) dat meganyske stipe leveret.
Neffens de tariedingsprosestechnology kinne de mainstream-prosesrûtes fan SOI-silisiumwafers wurde klassifisearre as: SIMOX (soerstofynjeksje-isolaasjetechnology), BESOI (bonding thinner technology), en Smart Cut (yntelliginte striptechnology).
SIMOX (Oxygen injection isolation technology) is in technyk dy't it ynjeksjearjen fan hege-enerzjy soerstofionen yn silisiumwafers omfettet om in ynbêde laach fan silisiumdiokside te foarmjen, dy't dan ûnderwurpen wurdt oan hege-temperatuer gloeien om roosterdefekten te reparearjen. De kearn is direkte ionensoerstofynjeksje om in begroeven laach soerstof te foarmjen.
BESOI (Bonding Thinning technology) omfettet it ferbinen fan twa silisiumwafers en it dan ferdunnen fan ien fan har troch meganysk slypjen en gemysk etsen om in SOI-struktuer te foarmjen. De kearn leit yn it ferbinen en ferdunnen.
Smart Cut (Intelligent Exfoliation technology) foarmet in eksfoliaasjelaach troch wetterstofionenynjeksje. Nei it ferbinen wurdt waarmtebehanneling útfierd om de silisiumwafer lâns de wetterstofionenlaach te eksfoliëarjen, wêrtroch in ultradunne silisiumlaach ûntstiet. De kearn is stripping troch wetterstofynjeksje.
Op it stuit is der in oare technology bekend as SIMBOND (oxygen injection bonding technology), dy't ûntwikkele is troch Xinao. Eins is it in rûte dy't soerstofynjeksje-isolaasje- en bondingtechnologyen kombinearret. Yn dizze technyske rûte wurdt de ynjeksjeare soerstof brûkt as in tinne barriêrelaach, en de eigentlike begroeven soerstoflaach is in termyske oksidaasjelaach. Dêrtroch ferbetteret it tagelyk parameters lykas de uniformiteit fan it boppeste silisium en de kwaliteit fan 'e begroeven soerstoflaach.
SOI-silisiumwafers produsearre troch ferskate technyske rûtes hawwe ferskillende prestaasjeparameters en binne geskikt foar ferskate tapassingsscenario's.
It folgjende is in gearfettingstabel fan 'e kearnprestaasjefoardielen fan SOI-silisiumwafers, kombineare mei har technyske skaaimerken en werklike tapassingsscenario's. Yn ferliking mei tradisjoneel bulksilisium hat SOI wichtige foardielen yn 'e lykwicht tusken snelheid en enerzjyferbrûk. (PS: De prestaasjes fan 22nm FD-SOI binne tichtby dy fan FinFET, en de kosten binne mei 30% fermindere.)
| Prestaasjefoardiel | Technysk prinsipe | Spesifike manifestaasje | Typyske tapassingsscenario's |
| Lege parasitêre kapasiteit | Isolearjende laach (BOX) blokkearret ladingkoppeling tusken apparaat en substraat | Skeakelsnelheid ferhege mei 15%-30%, enerzjyferbrûk fermindere mei 20%-50% | 5G RF, hege-frekwinsje kommunikaasjechips |
| Fermindere lekstroom | Isolearjende laach ûnderdrukt lekstroompaden | Lekstroom fermindere mei >90%, ferlingde batterijlibben | IoT-apparaten, draachbere elektroanika |
| Ferbettere strielingshurdens | Isolearjende laach blokkearret strieling-induzearre ladingopbou | Stralingstolerânsje ferbettere 3-5 kear, fermindere ienmalige fersteuringen | Romteskippen, apparatuer foar nukleêre yndustry |
| Koartkanaaleffektkontrôle | Tinne silisiumlaach ferminderet elektryske fjildynterferinsje tusken drain en boarne | Ferbettere drompelspanningstabiliteit, optimalisearre subdrompelhelling | Avansearre knooppuntlogika-chips (<14nm) |
| Ferbettere termyske behear | Isolearjende laach ferminderet termyske geliedingskoppeling | 30% minder waarmte-opbou, 15-25 °C legere wurktemperatuer | 3D IC's, Auto-elektroanika |
| Hege-frekwinsje optimalisaasje | Fermindere parasitêre kapasitânsje en ferbettere dragermobiliteit | 20% legere fertraging, stipet sinjaalferwurking fan >30GHz | mmWave-kommunikaasje, satellytkommunikaasjechips |
| Ferhege ûntwerpfleksibiliteit | Gjin goed doping nedich, stipet back biasing | 13%-20% minder prosesstappen, 40% hegere yntegraasjetichtens | IC's mei mingde sinjalen, sensoren |
| Lach-up Immuniteit | Isolearjende laach isolearret parasitêre PN-oergongen | Drompel foar latch-up stroom ferhege nei >100mA | Heechspanningsapparaten |
Gearfetsjend binne de wichtichste foardielen fan SOI: it rint rap en is enerzjysuniger.
Troch dizze prestaasjekarakteristiken fan SOI hat it brede tapassingen yn fjilden dy't poerbêste frekwinsjeprestaasjes en enerzjyferbrûkprestaasjes fereaskje.
Lykas hjirûnder te sjen is, basearre op it oandiel fan tapassingsfjilden dy't oerienkomme mei SOI, kin sjoen wurde dat RF- en stroomapparaten it grutte mearderheid fan 'e SOI-merk útmeitsje.
| Tapassingsfjild | Merkoandiel |
| RF-SOI (Radiofrekwinsje) | 45% |
| Krêft SOI | 30% |
| FD-SOI (Folslein Útput) | 15% |
| Optyske SOI | 8% |
| Sensor SOI | 2% |
Mei de groei fan merken lykas mobile kommunikaasje en autonoom riden, wurdt ferwachte dat SOI-silisiumwafers ek in bepaalde groeisnelheid sille behâlde.
XKH, as in liedende ynnovator yn Silicon-On-Insulator (SOI) wafertechnology, leveret wiidweidige SOI-oplossingen fan R&D oant folumeproduksje mei gebrûk fan liedende produksjeprosessen yn 'e yndustry. Us folsleine portfolio omfettet 200mm/300mm SOI-wafers dy't RF-SOI-, Power-SOI- en FD-SOI-farianten omfetsje, mei strange kwaliteitskontrôle dy't útsûnderlike prestaasjekonsistinsje garandearret (dikte-uniformiteit binnen ±1.5%). Wy biede oanpaste oplossingen mei in laachdikte fan buried oxide (BOX) fariearjend fan 50nm oant 1.5μm en ferskate wjerstânspesifikaasjes om te foldwaan oan spesifike easken. Mei gebrûk fan 15 jier technyske ekspertize en in robuuste wrâldwide supply chain, leverje wy betrouber SOI-substraatmaterialen fan hege kwaliteit oan topfabrikanten fan healgeleiders wrâldwiid, wêrtroch baanbrekkende chip-ynnovaasjes yn 5G-kommunikaasje, auto-elektroanika en keunstmjittige yntelliginsje-tapassingen mooglik binne.
XKH's SOI-wafers:
Pleatsingstiid: 24 april 2025