SOI (silicio ant izoliatoriaus) plokštelėsyra specializuota puslaidininkinė medžiaga, turinti itin ploną silicio sluoksnį, suformuotą ant izoliacinio oksido sluoksnio. Ši unikali sumuštinio struktūra žymiai pagerina puslaidininkinių įtaisų našumą.
Struktūrinė sudėtis:
Įrenginio sluoksnis (viršutinis silicis):
Storis svyruoja nuo kelių nanometrų iki mikrometrų, tarnauja kaip aktyvus sluoksnis tranzistorių gamybai.
Palaidotas oksido sluoksnis (BOX):
Silicio dioksido izoliacinis sluoksnis (0,05–15 μm storio), kuris elektriškai izoliuoja įrenginio sluoksnį nuo pagrindo.
Pagrindo pagrindas:
Tūrinis silicis (100–500 μm storio), užtikrinantis mechaninę atramą.
Pagal paruošimo proceso technologiją, pagrindiniai SOI silicio plokštelių gamybos būdai gali būti klasifikuojami kaip: SIMOX (deguonies įpurškimo izoliacijos technologija), BESOI (sujungimo ploninimo technologija) ir „Smart Cut“ (pažangi nuėmimo technologija).
SIMOX (deguonies įpurškimo izoliacijos technologija) – tai technika, kurios metu į silicio plokšteles įpurškiami didelės energijos deguonies jonai, kad susidarytų įterptinis silicio dioksido sluoksnis, kuris vėliau atkaitinamas aukštoje temperatūroje, siekiant ištaisyti gardelės defektus. Į branduolį tiesiogiai įpurškiami jonai deguonies, kad susidarytų užkasto sluoksnio deguonis.
BESOI (Bonding Thinning technologija) – tai dviejų silicio plokštelių sujungimas, o po to vienos iš jų suploninimas mechaniniu šlifavimu ir cheminiu ėsdinimu, siekiant suformuoti SOI struktūrą. Šerdis susidaro sujungimo ir ploninimo būdu.
„Smart Cut“ (išmanioji šveitimo technologija) suformuoja šveitimo sluoksnį vandenilio jonų įpurškimo būdu. Po sujungimo atliekamas terminis apdorojimas, kurio metu silicio plokštelė išilgai vandenilio jonų sluoksnio nušveičiama, suformuojant itin ploną silicio sluoksnį. Šerdis gaminama vandenilio įpurškimo būdu.
Šiuo metu yra kita technologija, žinoma kaip SIMBOND (deguonies įpurškimo sujungimo technologija), kurią sukūrė „Xinao“. Iš esmės tai yra būdas, jungiantis deguonies įpurškimo izoliacijos ir sujungimo technologijas. Šiame techniniame būde įpurškiamas deguonis naudojamas kaip ploninamasis barjerinis sluoksnis, o pats užkasto deguonies sluoksnis yra terminio oksidavimo sluoksnis. Todėl vienu metu pagerinami tokie parametrai kaip viršutinio silicio vienodumas ir užkasto deguonies sluoksnio kokybė.
Skirtingais techniniais būdais pagamintos SOI silicio plokštelės pasižymi skirtingais našumo parametrais ir tinka įvairiems taikymo scenarijams.
Toliau pateikiama SOI silicio plokštelių pagrindinių našumo pranašumų, kartu su jų techninėmis savybėmis ir faktiniais taikymo scenarijais, suvestinė lentelė. Palyginti su tradiciniu birių siliciu, SOI turi reikšmingų pranašumų greičio ir energijos suvartojimo pusiausvyros atžvilgiu. (P. S.: 22 nm FD-SOI našumas yra artimas FinFET, o kaina sumažinta 30 %.)
| Našumo pranašumas | Techninis principas | Specifinis pasireiškimas | Tipiniai taikymo scenarijai |
| Mažas parazitinis talpumas | Izoliacinis sluoksnis (BOX) blokuoja krūvio sujungimą tarp įrenginio ir pagrindo | Perjungimo greitis padidėjo 15–30 %, energijos suvartojimas sumažėjo 20–50 % | 5G RF, aukšto dažnio ryšio lustai |
| Sumažinta nuotėkio srovė | Izoliacinis sluoksnis slopina nuotėkio srovės kelius | Nuotėkio srovė sumažinta >90 %, pailgintas baterijos veikimo laikas | Daiktų interneto įrenginiai, nešiojama elektronika |
| Padidintas radiacijos atsparumas | Izoliacinis sluoksnis blokuoja radiacijos sukeltą krūvio kaupimąsi | Atsparumas radiacijai pagerėjo 3–5 kartus, sumažėjo pavienių įvykių sukeltų sutrikimų | Erdvėlaiviai, branduolinės pramonės įranga |
| Trumpojo kanalo efektų valdymas | Plonas silicio sluoksnis sumažina elektrinio lauko trukdžius tarp dreno ir šaltinio | Pagerintas slenkstinės įtampos stabilumas, optimizuotas subslenksčio nuolydis | Pažangūs mazgų loginiai lustai (<14 nm) |
| Patobulintas šilumos valdymas | Izoliacinis sluoksnis sumažina šilumos laidumo sąveiką | 30 % mažesnis šilumos kaupimasis, 15–25 °C žemesnė darbinė temperatūra | 3D integrinės grandinės, automobilių elektronika |
| Aukšto dažnio optimizavimas | Sumažinta parazitinė talpa ir padidintas nešėjų judrumas | 20 % mažesnis vėlavimas, palaiko >30 GHz signalo apdorojimą | mmWave ryšys, palydovinio ryšio lustai |
| Padidintas dizaino lankstumas | Nereikia gręžinių legiravimo, palaiko atgalinį šališkumą | 13–20 % mažiau proceso etapų, 40 % didesnis integracijos tankis | Mišraus signalo integriniai grandynai, jutikliai |
| Fiksuojamasis imunitetas | Izoliacinis sluoksnis izoliuoja parazitines PN sandūras | Užfiksavimo srovės slenkstis padidintas iki >100mA | Aukštos įtampos maitinimo įtaisai |
Apibendrinant, pagrindiniai SOI privalumai yra šie: jis veikia greitai ir yra efektyvesnis energijos vartojimo požiūriu.
Dėl šių SOI charakteristikų jis plačiai taikomas srityse, kurioms reikalingas puikus dažnio našumas ir energijos suvartojimas.
Kaip parodyta toliau, remiantis SOI atitinkamų taikymo sričių dalimi, matyti, kad radijo dažnių ir galios įtaisai sudaro didžiąją SOI rinkos dalį.
| Taikymo sritis | Rinkos dalis |
| RF-SOI (radijo dažnis) | 45% |
| Galios SOI | 30% |
| FD-SOI (visiškai išeikvotas) | 15% |
| Optinis SOI | 8% |
| Jutiklio SOI | 2% |
Augant tokioms rinkoms kaip mobilusis ryšys ir autonominis vairavimas, tikimasi, kad SOI silicio plokštelės taip pat išlaikys tam tikrą augimo tempą.
„XKH“, kaip pirmaujanti silicio ant izoliatoriaus (SOI) plokštelių technologijos inovacijų kūrėja, teikia išsamius SOI sprendimus nuo mokslinių tyrimų ir plėtros iki masinės gamybos, naudodama pažangiausius gamybos procesus. Mūsų visą portfelį sudaro 200 mm / 300 mm SOI plokštelės, apimančios RF-SOI, Power-SOI ir FD-SOI variantus, o griežta kokybės kontrolė užtikrina išskirtinį našumo nuoseklumą (storio vienodumas ±1,5 % ribose). Siūlome individualius sprendimus su užkasto oksido (BOX) sluoksnio storiu nuo 50 nm iki 1,5 μm ir įvairiomis varžos specifikacijomis, kad atitiktų konkrečius reikalavimus. Pasitelkdami 15 metų techninę patirtį ir tvirtą pasaulinę tiekimo grandinę, patikimai tiekiame aukštos kokybės SOI substrato medžiagas geriausiems puslaidininkių gamintojams visame pasaulyje, sudarydami sąlygas diegti pažangiausias lustų inovacijas 5G ryšio, automobilių elektronikos ir dirbtinio intelekto srityse.
XKH„SOI plokštelės:
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 24 d.