Wafer SOI (Silikon-Pada-Penebat)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 Tertanam (KOTAK):
Lapisan penebat silikon dioksida (tebal 0.05-15μm) yang mengasingkan lapisan peranti daripada substrat secara elektrik.
Substrat Asas:
Silikon pukal (tebal 100-500μm) yang menyediakan 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 penyuntikan ion oksigen bertenaga tinggi ke dalam wafer silikon untuk membentuk lapisan terbenam silikon dioksida, yang kemudiannya tertakluk kepada penyepuhlindapan suhu tinggi untuk membaiki kecacatan kekisi. Terasnya ialah suntikan oksigen ion langsung untuk membentuk lapisan oksigen yang tertimbus.
BESOI (Teknologi Penipisan Ikatan) melibatkan pengikatan dua wafer silikon dan kemudian penipisan salah satunya melalui pengisaran mekanikal dan pengukiran kimia untuk membentuk struktur SOI. Terasnya terletak pada pengikatan dan penipisan.
Smart Cut (teknologi Pengelupasan Pintar) membentuk lapisan pengelupasan melalui suntikan ion hidrogen. Selepas pengikatan, rawatan haba dijalankan untuk mengelupaskan wafer silikon di sepanjang lapisan ion hidrogen, membentuk lapisan silikon ultra nipis. Terasnya 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 merupakan laluan yang menggabungkan teknologi pengasingan dan ikatan suntikan oksigen. Dalam laluan teknikal ini, oksigen yang disuntik digunakan sebagai lapisan penghalang penipisan, dan lapisan oksigen yang tertimbus sebenar ialah 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 melalui 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. Berbanding dengan silikon pukal tradisional, SOI mempunyai kelebihan yang ketara dalam keseimbangan kelajuan dan penggunaan kuasa. (PS: Prestasi 22nm FD-SOI hampir sama dengan FinFET, dan kosnya berkurangan sebanyak 30%.)
| Kelebihan Prestasi | Prinsip Teknikal | Manifestasi Khusus | Senario Aplikasi Lazim |
| Kapasitans Parasit Rendah | Lapisan penebat (BOX) menyekat gandingan cas antara peranti dan substrat | Kelajuan pensuisan meningkat sebanyak 15%-30%, penggunaan kuasa berkurangan sebanyak 20%-50% | RF 5G, Cip komunikasi frekuensi tinggi |
| Arus Kebocoran Berkurangan | Lapisan penebat menyekat laluan arus bocor | Arus kebocoran berkurangan sebanyak >90%, jangka hayat bateri yang lebih lama | Peranti IoT, Elektronik boleh pakai |
| Kekerasan Sinaran yang Dipertingkatkan | Lapisan penebat menyekat pengumpulan cas yang disebabkan oleh sinaran | Toleransi radiasi bertambah baik 3-5x, gangguan peristiwa tunggal berkurangan | Kapal angkasa, Peralatan industri nuklear |
| Kawalan Kesan Saluran Pendek | Lapisan silikon nipis mengurangkan gangguan medan elektrik antara longkang dan sumber | Kestabilan voltan ambang yang dipertingkatkan, cerun subambang yang dioptimumkan | Cip logik nod lanjutan (<14nm) |
| Pengurusan Terma yang Dipertingkatkan | Lapisan penebat mengurangkan gandingan pengaliran haba | Pengumpulan haba 30% kurang, suhu operasi 15-25°C lebih rendah | IC 3D, Elektronik automotif |
| Pengoptimuman Frekuensi Tinggi | Kapasitans parasit yang dikurangkan dan mobiliti pembawa yang dipertingkatkan | Kelewatan 20% lebih rendah, menyokong pemprosesan isyarat >30GHz | Komunikasi mmWave, Cip komunikasi satelit |
| Peningkatan Fleksibiliti Reka Bentuk | Tiada doping telaga diperlukan, menyokong bias belakang | 13%-20% langkah proses yang lebih sedikit, ketumpatan integrasi 40% lebih tinggi | IC isyarat campuran, Sensor |
| Imuniti Latch-up | Lapisan penebat mengasingkan simpang PN parasit | Ambang arus latch-up meningkat kepada >100mA | Peranti kuasa voltan tinggi |
Secara ringkasnya, kelebihan utama SOI ialah: ia berjalan pantas dan lebih cekap kuasa.
Disebabkan ciri-ciri prestasi SOI ini, ia mempunyai aplikasi yang 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 peranti RF dan kuasa menyumbang sebahagian besar pasaran SOI.
| Medan Permohonan | Bahagian Pasaran |
| RF-SOI (Frekuensi Radio) | 45% |
| Kuasa 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 Silikon-Pada-Penebat (SOI), menyediakan penyelesaian SOI yang komprehensif daripada R&D kepada pengeluaran volum menggunakan proses pembuatan terkemuka industri. Portfolio lengkap kami merangkumi wafer SOI 200mm/300mm yang merangkumi varian RF-SOI, Power-SOI dan FD-SOI, dengan kawalan kualiti yang ketat yang memastikan konsistensi prestasi yang luar biasa (keseragaman ketebalan dalam lingkungan ±1.5%). Kami menawarkan penyelesaian tersuai dengan ketebalan lapisan oksida tertimbus (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 mantap, kami menyediakan bahan substrat SOI berkualiti tinggi dengan andal kepada pengeluar semikonduktor terkemuka di seluruh dunia, membolehkan inovasi cip canggih dalam komunikasi 5G, elektronik automotif dan aplikasi kecerdasan buatan.
XKH'wafer SOI:
Masa siaran: 24-Apr-2025