Wat is SOI?

SOI is die afkorting virSilikon-op-isolatorLetterlik beteken dit "silikon op 'n isolator." In die praktyk is die struktuur dat daar 'n ultra-dun isolerende laag, soos SiO₂, bo-op die silikonwafel is, en dan word 'n dun silikonlaag bo-op hierdie isolerende laag gevorm. Hierdie struktuur skei die aktiewe silikonlaag van die silikonsubstraat. In 'n tradisionele silikonproses word die skyfie egter direk op die silikonsubstraat gevorm sonder om 'n isolerende laag te gebruik.

SOI-waferbestaan ​​uit drie sleutelstrukturele lae: 'n enkelkristal silikontoestellaag, 'n silikondioksied-isolerende laag (die begrawe oksied, of BOX), en 'n silikonsubstraat. Saam vorm hierdie drie lae 'n onafhanklike en stabiele elektriese omgewing, met elke laag wat sy eie rol speel terwyl dit in sinergie werk om algehele werkverrigting en betroubaarheid te verbeter.

Die boonste enkelkristal silikon toestellaag (gewoonlik ongeveer 5 nm tot 2 μm dik) is die kerngebied waar transistors en ander aktiewe toestelle vervaardig word. Die ultradun struktuur daarvan is 'n belangrike fondament vir die verbetering van toestelprestasie en die moontlik maak van deurlopende skalering.

Die middelste begrawe oksiedlaag (BOX) bied elektriese isolasie. Hierdie silikondioksiedlaag, gewoonlik 5 nm tot 2 μm dik, blokkeer effektief elektriese koppeling tussen die toestellaag en die onderliggende substraat deur beide fisiese en chemiese isolasiemeganismes.

Die onderste silikonsubstraat bied hoofsaaklik strukturele rigiditeit en meganiese stabiliteit, wat waferbetroubaarheid tydens vervaardiging en daaropvolgende werking verseker. Die dikte daarvan is gewoonlik in die reeks van 200 μm tot 700 μm, wat voldoende meganiese ondersteuning bied terwyl verwerkbaarheid en toepassingsvereistes in ag geneem word.

Belangrikste voordele van SOI-wafers
1. Hoër Spoed

• Met 'n begrawe oksiedlaag onder die toestelle, word die transistors van die silikonsubstraat geïsoleer. Dit verminder parasitiese kapasitansie, versnel skakeling en maak SOI goed geskik vir hoëspoedlogika en RF-stroombane.

2. Laer kragverbruik

• Kleiner kapasitansie beteken laer laai- en ontlaaiverliese.
• Minder lekpaaie lei tot verminderde bystand- (statiese) kragverbruik, wat die stelsel meer energie-doeltreffend maak.

3. Beter Isolasie

• Elke toestel “sit” op 'n oksiedlaag, wat elektriese interferensie tussen toestelle aansienlik verminder. Dit verbeter stabiliteit wanneer analoog + digitale stroombane, kragbestuureenhede en RF-modules op dieselfde skyfie geïntegreer word.

4. Verbeterde straling en hoëtemperatuurtoleransie

• Stralingsgegenereerde ladings versprei minder waarskynlik deur die substraat, wat SOI-toestelle veiliger en meer betroubaar maak in hoëstralingsomgewings soos lugvaart.
• Die toename in lekstroom by hoë temperature is minder ernstig, wat voordelig is vir motorelektronika en industriële beheertoepassings.

5. Gunstig vir verdere skalering

• Met 'n baie dun silikonlaag bo-op en 'n begrawe oksiedlaag daaronder, word kortkanaal-effekte beter beheer, wat dit makliker maak om stabiele toestelgedrag te handhaaf namate prosesknope aanhou krimp.

SOI-tegnologie is reeds in verskeie velde toegepas. In verbruikerselektronika word dit gebruik in die RF-voormodules van slimfone, soos 5G-filters. In motorelektronika bied dit 'n stabiele prosesplatform vir radarskyfies in voertuie. In die lugvaartsektor word dit gebruik in hoogs betroubare satellietkommunikasietoerusting. In mediese toestelle ondersteun SOI die ontwerp en implementering van inplantbare mediese sensors en verskeie tipes lae-krag moniteringskyfies.

Ons maatskappy bied pasgemaakte projekte vir enkelkristal silikon draerwafers aan:

• Silikon substraat dikte: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm en hoër

• SiO₂ dikte: van 100 nm tot 10 μm

• Aktiewe silikonlaag: ≥ 20 nm