Wafer SOI (Silicon-On-Insulator).mewakili bahan semikonduktor khusus yang menampilkan lapisan silikon ultra nipis yang terbentuk di atas lapisan oksida penebat. Struktur sandwic unik ini memberikan peningkatan prestasi yang ketara untuk peranti semikonduktor.
Komposisi Struktur:
Lapisan Peranti (Silikon Atas):
Ketebalan antara beberapa nanometer hingga mikrometer, berfungsi sebagai lapisan aktif untuk fabrikasi transistor.
Lapisan Oksida Terkubur (KOTAK):
Lapisan penebat silikon dioksida (tebal 0.05-15μm) yang secara elektrik mengasingkan lapisan peranti daripada substrat.
Substrat asas:
Silikon pukal (tebal 100-500μm) memberikan sokongan mekanikal.
Mengikut teknologi proses penyediaan, laluan proses arus perdana wafer silikon SOI boleh dikelaskan sebagai: SIMOX (teknologi pengasingan suntikan oksigen), BESOI (teknologi penipisan ikatan), dan Smart Cut (teknologi pelucutan pintar).
SIMOX (Teknologi pengasingan suntikan oksigen) ialah teknik yang melibatkan suntikan ion oksigen bertenaga tinggi ke dalam wafer silikon untuk membentuk lapisan tertanam silikon dioksida, yang kemudiannya tertakluk kepada penyepuhlindapan suhu tinggi untuk membaiki kecacatan kekisi. Teras adalah suntikan oksigen ion terus untuk membentuk oksigen lapisan terkubur.
BESOI (Teknologi Penipisan Ikatan) melibatkan pengikatan dua wafer silikon dan kemudian menipis salah satunya melalui pengisaran mekanikal dan goresan kimia untuk membentuk struktur SOI. Intinya terletak pada ikatan dan penipisan.
Smart Cut (Teknologi Pengelupasan Pintar) membentuk lapisan pengelupasan melalui suntikan ion hidrogen. Selepas ikatan, rawatan haba dijalankan untuk mengelupas wafer silikon di sepanjang lapisan ion hidrogen, membentuk lapisan silikon ultra nipis. Intinya ialah pelucutan suntikan hidrogen.
Pada masa ini, terdapat satu lagi teknologi yang dikenali sebagai SIMBOND (teknologi ikatan suntikan oksigen), yang dibangunkan oleh Xinao. Malah, ia adalah laluan yang menggabungkan pengasingan suntikan oksigen dan teknologi ikatan. Dalam laluan teknikal ini, oksigen yang disuntik digunakan sebagai lapisan penghalang penipisan, dan lapisan oksigen yang tertimbus sebenarnya adalah lapisan pengoksidaan terma. Oleh itu, ia secara serentak meningkatkan parameter seperti keseragaman silikon atas dan kualiti lapisan oksigen yang tertimbus.
Wafer silikon SOI yang dihasilkan oleh laluan teknikal yang berbeza mempunyai parameter prestasi yang berbeza dan sesuai untuk senario aplikasi yang berbeza.
Berikut ialah jadual ringkasan kelebihan prestasi teras wafer silikon SOI, digabungkan dengan ciri teknikal dan senario aplikasi sebenar mereka. Berbanding dengan silikon pukal tradisional, SOI mempunyai kelebihan ketara dalam keseimbangan kelajuan dan penggunaan kuasa. (PS: Prestasi 22nm FD-SOI hampir dengan FinFET, dan kosnya dikurangkan sebanyak 30%.)
| Kelebihan Prestasi | Prinsip Teknikal | Manifestasi Khusus | Senario Aplikasi Biasa |
| Kapasitan Parasit Rendah | Lapisan penebat (BOX) menyekat gandingan cas antara peranti dan substrat | Kelajuan pensuisan meningkat sebanyak 15%-30%, penggunaan kuasa dikurangkan sebanyak 20%-50% | 5G RF, Cip komunikasi frekuensi tinggi |
| Mengurangkan Arus Kebocoran | Lapisan penebat menyekat laluan arus bocor | Arus kebocoran dikurangkan sebanyak >90%, hayat bateri dilanjutkan | Peranti IoT, Elektronik boleh pakai |
| Kekerasan Sinaran Dipertingkatkan | Lapisan penebat menyekat pengumpulan cas akibat sinaran | Toleransi sinaran bertambah baik 3-5x, mengurangkan gangguan satu peristiwa | Kapal angkasa, peralatan industri nuklear |
| Kawalan Kesan Saluran Pendek | Lapisan silikon nipis mengurangkan gangguan medan elektrik antara longkang dan punca | Kestabilan voltan ambang dipertingkat, cerun subambang dioptimumkan | Cip logik nod lanjutan (<14nm) |
| Pengurusan Terma yang Diperbaiki | Lapisan penebat mengurangkan gandingan pengaliran haba | 30% kurang pengumpulan haba, 15-25°C lebih rendah suhu operasi | IC 3D, Elektronik automotif |
| Pengoptimuman Frekuensi Tinggi | Kapasiti parasit dikurangkan dan mobiliti pembawa dipertingkatkan | Kelewatan 20% lebih rendah, menyokong pemprosesan isyarat >30GHz | Komunikasi gelombang mm, cip kom satelit |
| Fleksibiliti Reka Bentuk yang Ditingkatkan | Tiada doping telaga diperlukan, menyokong pincang belakang | 13%-20% lebih sedikit langkah proses, 40% lebih tinggi ketumpatan penyepaduan | IC isyarat bercampur, Penderia |
| Kekebalan Latch-up | Lapisan penebat mengasingkan simpang PN parasit | Ambang arus selak meningkat kepada >100mA | Peranti kuasa voltan tinggi |
Kesimpulannya, kelebihan utama SOI ialah: ia berjalan pantas dan lebih cekap kuasa.
Disebabkan oleh ciri prestasi SOI ini, ia mempunyai aplikasi luas dalam bidang yang memerlukan prestasi frekuensi dan prestasi penggunaan kuasa yang sangat baik.
Seperti yang ditunjukkan di bawah, berdasarkan perkadaran medan aplikasi yang sepadan dengan SOI, dapat dilihat bahawa RF dan peranti kuasa menyumbang sebahagian besar pasaran SOI.
| Medan Permohonan | Bahagian Pasaran |
| RF-SOI (Frekuensi Radio) | 45% |
| Power SOI | 30% |
| FD-SOI (Habis Sepenuhnya) | 15% |
| SOI optik | 8% |
| Sensor SOI | 2% |
Dengan pertumbuhan pasaran seperti komunikasi mudah alih dan pemanduan autonomi, wafer silikon SOI juga dijangka mengekalkan kadar pertumbuhan tertentu.
XKH, sebagai inovator terkemuka dalam teknologi wafer Silicon-On-Insulator (SOI), menyampaikan penyelesaian SOI yang komprehensif daripada R&D kepada pengeluaran volum menggunakan proses pembuatan terkemuka industri. Portfolio lengkap kami termasuk wafer SOI 200mm/300mm merangkumi varian RF-SOI, Power-SOI dan FD-SOI, dengan kawalan kualiti yang ketat memastikan konsistensi prestasi yang luar biasa (keseragaman ketebalan dalam ±1.5%). Kami menawarkan penyelesaian tersuai dengan ketebalan lapisan oksida terkubur (BOX) antara 50nm hingga 1.5μm dan pelbagai spesifikasi kerintangan untuk memenuhi keperluan khusus. Dengan memanfaatkan kepakaran teknikal selama 15 tahun dan rantaian bekalan global yang teguh, kami menyediakan bahan substrat SOI berkualiti tinggi dengan pasti kepada pengeluar semikonduktor peringkat teratas di seluruh dunia, membolehkan inovasi cip termaju dalam komunikasi 5G, elektronik automotif dan aplikasi kecerdasan buatan.
XKH's wafer SOI:
Masa siaran: Apr-24-2025