Wat is SOI？

SOI, een afkorting voor Silicon-On-Insulator, is een halfgeleiderproductieproces op basis van speciale substraatmaterialen. Sinds de industrialisatie in de jaren tachtig is deze technologie een belangrijke tak van geavanceerde halfgeleiderproductieprocessen geworden. Het SOI-proces onderscheidt zich door zijn unieke drielaagse composietstructuur en wijkt aanzienlijk af van het traditionele bulk-siliciumproces.

Samengesteld uit een enkelkristallijne siliciumapparaatlaag, een siliciumdioxide-isolatielaag (ook bekend als een begraven oxidelaag, BOX) en een siliciumsubstraat, deSOI-wafelcreëert een onafhankelijke en stabiele elektrische omgeving. Elke laag vervult een afzonderlijke maar complementaire rol bij het waarborgen van de prestaties en betrouwbaarheid van de wafer:

1. De bovenste laag van monokristallijn silicium, die gewoonlijk een dikte heeft van 5 nm tot 2 μm, dient als centraal gebied voor het maken van actieve apparaten zoals transistors. De ultradunheid vormt de basis voor verbeterde prestaties en miniaturisatie van apparaten.

2. De primaire functie van de middelste begraven oxidelaag is het bereiken van elektrische isolatie. De BOX-laag blokkeert effectief elektrische verbindingen tussen de apparaatlaag en het onderliggende substraat door gebruik te maken van zowel fysieke als chemische isolatiemechanismen, waarbij de dikte doorgaans varieert van 5 nm tot 2 μm.

3. Wat het onderste siliciumsubstraat betreft, is de primaire functie ervan het bieden van structurele robuustheid en stabiele mechanische ondersteuning, wat cruciale garanties zijn voor de betrouwbaarheid van de wafer tijdens productie en later gebruik. Qua dikte valt deze doorgaans binnen het bereik van 200 μm tot 700 μm.

Voordelen van SOI Wafer

1. Laag stroomverbruik

De aanwezigheid van de isolatielaag inSOI-wafels1. Sector consumentenelektronica: RF front-end modules voor smartphones (zoals 5G-filters).

2. Stralingsweerstand

De isolatielaag in SOI-wafels kan kosmische straling en elektromagnetische interferentie effectief afschermen, waardoor de impact van extreme omgevingen op de stabiliteit van apparaten wordt vermeden, waardoor het stabiel kan functioneren in speciale gebieden zoals de lucht- en ruimtevaart- en nucleaire industrie.

3. Uitstekende hoogfrequente prestaties

Het ontwerp van de isolatielaag vermindert ongewenste parasitaire effecten die worden veroorzaakt door de interactie tussen het apparaat en het substraat aanzienlijk. De vermindering van de parasitaire capaciteit verlaagt de latentie van SOI-apparaten bij hoogfrequente signaalverwerking (zoals 5G-communicatie), waardoor de operationele efficiëntie wordt verbeterd.

4. Ontwerpflexibiliteit

Het SOI-substraat beschikt over inherente diëlektrische isolatie, waardoor de noodzaak voor gedoteerde sleufisolatie wordt geëlimineerd, wat het productieproces vereenvoudigt en de productieopbrengst verbetert.

Toepassing van SOI-technologie

1. Sector consumentenelektronica: RF front-end modules voor smartphones (zoals 5G-filters).

2. Auto-elektronicaveld: radarchip van automobielkwaliteit.

3. Lucht- en ruimtevaart: apparatuur voor satellietcommunicatie.

vermindert de lekstroom en capaciteit, wat bijdraagt ​​aan een lager statisch en dynamisch energieverbruik van het apparaat.