Beth yw SOI?

SOI yw'r talfyriad ar gyferSilicon-Ar-InswleiddiwrYn llythrennol, mae'n golygu “silicon ar inswleiddiwr.” Yn ymarferol, y strwythur yw bod haen inswleiddio ultra-denau, fel SiO₂, ar ben y wafer silicon, ac yna mae haen silicon denau yn cael ei ffurfio ar ben yr haen inswleiddio hon. Mae'r strwythur hwn yn gwahanu'r haen silicon weithredol o'r swbstrad silicon. Mewn proses silicon draddodiadol, fodd bynnag, mae'r sglodion yn cael ei ffurfio'n uniongyrchol ar y swbstrad silicon heb ddefnyddio haen inswleiddio.

Wafer SOIyn cynnwys tair haen strwythurol allweddol: haen ddyfais silicon un grisial, haen inswleiddio silicon deuocsid (yr ocsid claddu, neu'r BOX), a swbstrad silicon. Gyda'i gilydd, mae'r tair haen hyn yn ffurfio amgylchedd trydanol annibynnol a sefydlog, gyda phob haen yn chwarae ei rôl ei hun wrth weithio mewn synergedd i wella perfformiad a dibynadwyedd cyffredinol.

Yr haen ddyfais silicon grisial sengl uchaf (fel arfer tua 5 nm i 2 μm o drwch) yw'r rhanbarth craidd lle mae transistorau a dyfeisiau gweithredol eraill yn cael eu cynhyrchu. Mae ei strwythur ultra-denau yn sylfaen hanfodol ar gyfer gwella perfformiad dyfeisiau a galluogi graddio parhaus.

Mae'r haen ocsid claddu canol (BOX) yn darparu ynysu trydanol. Mae'r haen silicon deuocsid hon, sydd fel arfer rhwng 5 nm a 2 μm o drwch, yn rhwystro cyplu trydanol yn effeithiol rhwng haen y ddyfais a'r swbstrad sylfaenol trwy fecanweithiau ynysu ffisegol a chemegol.

Mae'r swbstrad silicon gwaelod yn darparu anhyblygedd strwythurol a sefydlogrwydd mecanyddol yn bennaf, gan sicrhau dibynadwyedd y wafer yn ystod y gweithgynhyrchu a'r gweithrediad dilynol. Mae ei drwch fel arfer yn yr ystod o 200 μm i 700 μm, gan gynnig digon o gefnogaeth fecanyddol wrth ystyried gofynion prosesadwyedd a chymhwysiad.

Prif Fanteision Wafers SOI
1. Cyflymder Uwch

• Gyda haen ocsid wedi'i chladdu o dan y dyfeisiau, mae'r transistorau wedi'u hynysu o'r swbstrad silicon. Mae hyn yn lleihau cynhwysedd parasitig, yn cyflymu switsio, ac yn gwneud SOI yn addas iawn ar gyfer cylchedau rhesymeg ac RF cyflym.

2. Defnydd Pŵer Isaf

• Mae cynhwysedd llai yn golygu colledion gwefru a rhyddhau is.
• Mae llai o lwybrau gollyngiad yn arwain at lai o ddefnydd pŵer wrth gefn (statig), gan wneud y system yn fwy effeithlon o ran pŵer.

3. Ynysu Gwell

• Mae pob dyfais yn “eistedd” ar haen ocsid, sy’n lleihau ymyrraeth drydanol rhwng dyfeisiau’n fawr. Mae hyn yn gwella sefydlogrwydd wrth integreiddio cylchedau analog + digidol, unedau rheoli pŵer, a modiwlau RF ar yr un sglodion.

4. Goddefgarwch Ymbelydredd a Thymheredd Uchel Gwell

• Mae gwefrau a gynhyrchir gan ymbelydredd yn llai tebygol o ledaenu trwy'r swbstrad, gan wneud dyfeisiau SOI yn fwy diogel ac yn fwy dibynadwy mewn amgylcheddau ymbelydredd uchel fel awyrofod.
• Mae'r cynnydd mewn cerrynt gollyngiad ar dymheredd uchel yn llai difrifol, sy'n fuddiol ar gyfer electroneg modurol a chymwysiadau rheoli diwydiannol.

5. Ffafriol ar gyfer Graddio Pellach

• Gyda haen silicon denau iawn ar ei ben a haen ocsid wedi'i chladdu oddi tano, mae effeithiau sianel fer yn cael eu rheoli'n well, gan ei gwneud hi'n haws cynnal ymddygiad dyfais sefydlog wrth i nodau proses barhau i grebachu.

Mae technoleg SOI eisoes wedi'i chymhwyso ar draws sawl maes. Mewn electroneg defnyddwyr, fe'i defnyddir ym modiwlau blaen RF ffonau clyfar, fel hidlwyr 5G. Mewn electroneg modurol, mae'n darparu platfform proses sefydlog ar gyfer sglodion radar mewn cerbydau. Yn y sector awyrofod, fe'i defnyddir mewn offer cyfathrebu lloeren dibynadwyedd uchel. Mewn dyfeisiau meddygol, mae SOI yn cefnogi dylunio a gweithredu synwyryddion meddygol mewnblanadwy a gwahanol fathau o sglodion monitro pŵer isel.

Mae ein cwmni'n cynnig prosiectau wedi'u teilwra ar gyfer waferi cludwr silicon un grisial:

• Trwch swbstrad silicon: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm ac uwch

• Trwch SiO₂: o 100 nm i 10 μm

• Haen silicon gweithredol: ≥ 20 nm