De processtroom van SOI (Silicon On Insulator) wafers.
SOI-wafers (Silicium-on-Isolator)is een halfgeleidermateriaal dat via een speciaal proces een ultradunne siliciumlaag op een isolatielaag vormt.
DeSOIwafer bestaat uit drie lagen:
Top silicium (apparaatlaag): De dikte varieert van tientallen nanometers tot enkele micrometers en wordt gebruikt voor de vervaardiging van transistors en andere apparaten.
Begraven oxide (BOX): De middelste isoleringslaag van siliciumdioxide (dichtheid ongeveer 0,05-15 μm) isoleert de laag van het apparaat van het substraat en vermindert de parasitaire effecten.
Substraat Silicium: De onderste siliciumlaag (dikte 100-500 μm) biedt mechanische ondersteuning.
Volgens de fabricagetechnologie kunnen de belangrijkste procesroutes van SOI-wafers worden ingedeeld in: SIMOX (Separatie door implantatie van zuurstof), BESOI (Bonding en Etching van SOI),en Smart Cut (Smart Separatie Technologie).
SIMOX (Separation by Implantation of Oxygen) bestaat uit het implanteren van hoogenergetische zuurstof ionen in een silicium wafer om een begraven siliciumdioxide laag te vormen,met een vermogen van niet meer dan 10 kWDe kern van dit proces is de directe ionimplantatie van zuurstof om de begraven oxide laag te vormen.
BESOI (Binding en etsen van SOIDe kern van dit proces is binding + verdunning.
Smart Cut-technologie omvat het implanteren van waterstof ionen om een scheidslaag te vormen.met als resultaat een ultradunne siliciumlaagDe kern van dit proces is waterstofimplantatie en scheiding.
Momenteel bestaat er nog een andere technologie, SIMBOND (Oxygen Implantation Bonding Technology), ontwikkeld door Soitec.Deze technologie is in wezen een proces dat zowel zuurstofimplantatie isolatie en binding technieken combineertIn dit proces fungeert de geïmplanteerde zuurstof als dunnerende barrière, terwijl de daadwerkelijke begraven oxidelaag een thermisch gegroeide oxidelaag is.het verbetert tegelijkertijd parameters zoals de gelijkheid van het bovenste silicium en de kwaliteit van de begraven oxidelaag.
SOI-wafers die met behulp van verschillende technologische routes worden vervaardigd, hebben verschillende prestatieparameters, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende toepassingsscenario's.
Technologie | Toplaagdikte bereik | Dikte van de begraven oxidelaag | Uniformiteit (±) | Kosten | Toepassingsgebieden |
SIMOX | 0.5-20um | 0.3-4m | 0.5 mm | Gemiddeld-hoog | Stroomtoestellen, modelcircuits |
BESOI | 1-200um | 0.3-4um | 250 nm | Laag | Automobilische elektronica, fotonica |
Smart Cut | 0.075-1.5um | 0.05-3um | 12.5 nm | Gemiddeld | 5G-frequentie, millimetergolf-chips |
SIMBOND | 0.075-3um | 0.05-3um | 12.5 nm | Hoog | Hoogwaardige apparaten, filters |
Hieronder volgt een samenvattende tabel van de belangrijkste prestatievoordelen van SOI-wafers, waarbij hun technische kenmerken en praktische toepassingsscenario's worden gecombineerd.De SOI biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van snelheid en vermogen. (PS: De prestaties van 22 nm FD-SOI zijn dicht bij FinFET, met een kostenreductie van 30%.)
Prestatievoordelen | Technologische route | Specifieke prestaties | Typische toepassingsgebieden |
Laag stroomverbruik | Isolatie van begraven oxide (BOX) | Aanzetten bij 15% ~ 30%, stroomverbruik 20% ~ 50% | 5G-basisstations, hogesnelheidsintegreerde schakelingen |
Hoge breukspanning | Hoogspanningsapparaat | Hoog onderbrekingsspanning tot 90% of meer, langere levensduur | Elektrische modules, hoogspanningsapparaten |
Hoge warmtegeleiding | Een apparaat met een hoge warmtegeleidbaarheid | Thermische weerstand 3-5 maal lager, verminderde thermische weerstand | warmteafvoeringsapparaten, chips met een hoge prestatie |
Hoge elektromagnetische compatibiliteit | Een apparaat met een hoge elektromagnetische compatibiliteit | met een vermogen van niet meer dan 50 W | Elektronische apparaten die gevoelig zijn voor elektromagnetische interferentie |
Hoogtemperatuurbestendigheid | Hoogtemperatuurbestendigheid | Thermische weerstand hoger dan 30%, werktemperatuur 15°C tot 25°C | 14nm CPU, LED-lampen, stroomsystemen |
Uitstekende ontwerpflexibiliteit | Uitstekende ontwerpflexibiliteit | Geen extra assemblageproces, vermindert de complexiteit | Hoogprecisieapparaten, vermogenssensoren |
Uitstekende elektrische prestaties | Uitstekende elektrische prestaties | Elektrische prestaties bereiken 100mA | Elektrische voertuigen, zonnecellen |
De belangrijkste voordelen van SOI zijn: het loopt sneller en verbruikt minder stroom.SOI heeft een breed scala aan toepassingen op gebieden die uitstekende frequentie- en stroomverbruiksprestaties vereisenZoals hieronder wordt aangetoond, vormen RF- en vermogenstoestellen op basis van het marktaandeel van SOI's in verschillende toepassingsgebieden het overgrote deel van de SOI-markt.
Gerelateerde product aanbeveling
Silicium op Isolator SOI Wafer 6", 2,5 "m (P-dopeerd) + 1,0 SiO2 + 625um Si (P-type /Boron-dopeerd)
De processtroom van SOI (Silicon On Insulator) wafers.
SOI-wafers (Silicium-on-Isolator)is een halfgeleidermateriaal dat via een speciaal proces een ultradunne siliciumlaag op een isolatielaag vormt.
DeSOIwafer bestaat uit drie lagen:
Top silicium (apparaatlaag): De dikte varieert van tientallen nanometers tot enkele micrometers en wordt gebruikt voor de vervaardiging van transistors en andere apparaten.
Begraven oxide (BOX): De middelste isoleringslaag van siliciumdioxide (dichtheid ongeveer 0,05-15 μm) isoleert de laag van het apparaat van het substraat en vermindert de parasitaire effecten.
Substraat Silicium: De onderste siliciumlaag (dikte 100-500 μm) biedt mechanische ondersteuning.
Volgens de fabricagetechnologie kunnen de belangrijkste procesroutes van SOI-wafers worden ingedeeld in: SIMOX (Separatie door implantatie van zuurstof), BESOI (Bonding en Etching van SOI),en Smart Cut (Smart Separatie Technologie).
SIMOX (Separation by Implantation of Oxygen) bestaat uit het implanteren van hoogenergetische zuurstof ionen in een silicium wafer om een begraven siliciumdioxide laag te vormen,met een vermogen van niet meer dan 10 kWDe kern van dit proces is de directe ionimplantatie van zuurstof om de begraven oxide laag te vormen.
BESOI (Binding en etsen van SOIDe kern van dit proces is binding + verdunning.
Smart Cut-technologie omvat het implanteren van waterstof ionen om een scheidslaag te vormen.met als resultaat een ultradunne siliciumlaagDe kern van dit proces is waterstofimplantatie en scheiding.
Momenteel bestaat er nog een andere technologie, SIMBOND (Oxygen Implantation Bonding Technology), ontwikkeld door Soitec.Deze technologie is in wezen een proces dat zowel zuurstofimplantatie isolatie en binding technieken combineertIn dit proces fungeert de geïmplanteerde zuurstof als dunnerende barrière, terwijl de daadwerkelijke begraven oxidelaag een thermisch gegroeide oxidelaag is.het verbetert tegelijkertijd parameters zoals de gelijkheid van het bovenste silicium en de kwaliteit van de begraven oxidelaag.
SOI-wafers die met behulp van verschillende technologische routes worden vervaardigd, hebben verschillende prestatieparameters, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende toepassingsscenario's.
Technologie | Toplaagdikte bereik | Dikte van de begraven oxidelaag | Uniformiteit (±) | Kosten | Toepassingsgebieden |
SIMOX | 0.5-20um | 0.3-4m | 0.5 mm | Gemiddeld-hoog | Stroomtoestellen, modelcircuits |
BESOI | 1-200um | 0.3-4um | 250 nm | Laag | Automobilische elektronica, fotonica |
Smart Cut | 0.075-1.5um | 0.05-3um | 12.5 nm | Gemiddeld | 5G-frequentie, millimetergolf-chips |
SIMBOND | 0.075-3um | 0.05-3um | 12.5 nm | Hoog | Hoogwaardige apparaten, filters |
Hieronder volgt een samenvattende tabel van de belangrijkste prestatievoordelen van SOI-wafers, waarbij hun technische kenmerken en praktische toepassingsscenario's worden gecombineerd.De SOI biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van snelheid en vermogen. (PS: De prestaties van 22 nm FD-SOI zijn dicht bij FinFET, met een kostenreductie van 30%.)
Prestatievoordelen | Technologische route | Specifieke prestaties | Typische toepassingsgebieden |
Laag stroomverbruik | Isolatie van begraven oxide (BOX) | Aanzetten bij 15% ~ 30%, stroomverbruik 20% ~ 50% | 5G-basisstations, hogesnelheidsintegreerde schakelingen |
Hoge breukspanning | Hoogspanningsapparaat | Hoog onderbrekingsspanning tot 90% of meer, langere levensduur | Elektrische modules, hoogspanningsapparaten |
Hoge warmtegeleiding | Een apparaat met een hoge warmtegeleidbaarheid | Thermische weerstand 3-5 maal lager, verminderde thermische weerstand | warmteafvoeringsapparaten, chips met een hoge prestatie |
Hoge elektromagnetische compatibiliteit | Een apparaat met een hoge elektromagnetische compatibiliteit | met een vermogen van niet meer dan 50 W | Elektronische apparaten die gevoelig zijn voor elektromagnetische interferentie |
Hoogtemperatuurbestendigheid | Hoogtemperatuurbestendigheid | Thermische weerstand hoger dan 30%, werktemperatuur 15°C tot 25°C | 14nm CPU, LED-lampen, stroomsystemen |
Uitstekende ontwerpflexibiliteit | Uitstekende ontwerpflexibiliteit | Geen extra assemblageproces, vermindert de complexiteit | Hoogprecisieapparaten, vermogenssensoren |
Uitstekende elektrische prestaties | Uitstekende elektrische prestaties | Elektrische prestaties bereiken 100mA | Elektrische voertuigen, zonnecellen |
De belangrijkste voordelen van SOI zijn: het loopt sneller en verbruikt minder stroom.SOI heeft een breed scala aan toepassingen op gebieden die uitstekende frequentie- en stroomverbruiksprestaties vereisenZoals hieronder wordt aangetoond, vormen RF- en vermogenstoestellen op basis van het marktaandeel van SOI's in verschillende toepassingsgebieden het overgrote deel van de SOI-markt.
Gerelateerde product aanbeveling
Silicium op Isolator SOI Wafer 6", 2,5 "m (P-dopeerd) + 1,0 SiO2 + 625um Si (P-type /Boron-dopeerd)