Wat ass SOI?

SOI ass d'Ofkierzung firSilizium-op-Isolator. Wuertwiertlech bedeit et "Silizium op engem Isolator". An der Praxis besteet d'Struktur doran, datt et eng ultradënn isoléierend Schicht, wéi SiO₂, uewen um Siliziumwafer gëtt, an dann gëtt eng dënn Siliziumschicht uewen op dëser isoléierender Schicht geformt. Dës Struktur trennt déi aktiv Siliziumschicht vum Siliziumsubstrat. An engem traditionellen Siliziumprozess gëtt de Chip awer direkt um Siliziumsubstrat geformt, ouni eng isoléierend Schicht ze benotzen.

SOI-Waferbesteet aus dräi Schlësselstrukturschichten: enger Eenkristall-Silizium-Device-Schicht, enger Siliziumdioxid-Isolatiounsschicht (den "buried oxide" oder BOX) an engem Siliziumsubstrat. Zesummen bilden dës dräi Schichten eng onofhängeg an stabil elektresch Ëmwelt, wou all Schicht hir eege Roll spillt a gläichzäiteg synergesch zesummeschafft fir d'Gesamtleistung an d'Zouverlässegkeet ze verbesseren.

Déi iewescht Schicht aus engem Eenkristall-Silizium-Apparat (typesch ongeféier 5 nm bis 2 μm déck) ass de Kärberäich, wou Transistoren an aner aktiv Apparater hiergestallt ginn. Seng ultradënn Struktur ass eng entscheedend Basis fir d'Leeschtung vun den Apparater ze verbesseren an eng kontinuéierlech Skalierung z'erméiglechen.

Déi mëttler BOX-Schicht (Buried Oxid) suergt fir elektresch Isolatioun. Dës Siliziumdioxidschicht, normalerweis 5 nm bis 2 μm déck, blockéiert effektiv déi elektresch Kopplung tëscht der Apparatschicht an dem ënnerierdesche Substrat duerch souwuel physikalesch wéi och chemesch Isolatiounsmechanismen.

Dat ënnescht Siliziumsubstrat suergt haaptsächlech fir strukturell Steifheet a mechanesch Stabilitéit, wat d'Zouverlässegkeet vun de Waferen während der Fabrikatioun an dem spéideren Operatioun garantéiert. Seng Déckt läit am Allgemengen am Beräich vun 200 μm bis 700 μm, wat eng ausreechend mechanesch Ënnerstëtzung bitt, während d'Veraarbechtungsfäegkeet an d'Ufuerderunge fir d'Applikatioun berécksiichtegt ginn.

Haaptvirdeeler vu SOI-Waferen
1. Méi héich Geschwindegkeet

• Mat enger verstoppter Oxidschicht ënner den Apparater sinn d'Transistoren vum Siliziumsubstrat isoléiert. Dëst reduzéiert d'parasitär Kapazitéit, beschleunegt d'Schalten a mécht SOI gutt geegent fir Héichgeschwindegkeetslogik a RF-Schaltkreesser.

2. Méi niddrege Stroumverbrauch

• Eng méi kleng Kapazitéit bedeit méi niddreg Verloschter beim Oplueden an Entlueden.
• Manner Leckweeër féieren zu engem reduzéierte Standby-Stroumverbrauch (statesch), wouduerch de System méi energieeffizient gëtt.

3. Besser Isolatioun

• All Apparat "sëtzt" op enger Oxidschicht, wat d'elektresch Interferenzen tëscht den Apparater staark reduzéiert. Dëst verbessert d'Stabilitéit bei der Integratioun vun analogen + digitalen Schaltungen, Energieverwaltungseenheeten an HF-Moduler um selwechte Chip.

4. Verbessert Stralungs- an Héichtemperaturtoleranz

• Duerch Stralung generéiert Ladungen verbreeden sech manner wahrscheinlech duerch de Substrat, wouduerch SOI-Geräter méi sécher a méi zouverlässeg a Stralungsëmfeld wéi an der Loftfaart sinn.
• D'Erhéijung vum Leckstroum bei héijen Temperaturen ass manner staark, wat fir Automobilelektronik an industriell Kontrollapplikatioune virdeelhaft ass.

5. Gënschteg fir weider Skalierung

• Mat enger ganz dënner Siliziumschicht uewen an enger verstoppter Oxidschicht drënner, ginn d'Kuerzkanal-Effekter besser kontrolléiert, sou datt et méi einfach ass, e stabilt Verhalen vun den Apparater ze halen, well d'Prozessknoten weider schrumpfen.

D'SOI-Technologie gouf schonn a ville Beräicher ugewannt. An der Konsumentelektronik gëtt se an den RF-Frontend-Moduler vu Smartphones benotzt, wéi zum Beispill 5G-Filter. An der Automobilelektronik bitt se eng stabil Prozessplattform fir Radarchips am Gefier. Am Loftfaartsektor gëtt se an héichzouverlässeg Satellittekommunikatiounsausrüstung agesat. A medizineschen Apparater ënnerstëtzt SOI den Design an d'Ëmsetzung vun implantierbare medizinesche Sensoren a verschiddenen Aarte vu Low-Power-Iwwerwaachungschips.

Eis Firma bitt individuell Projeten fir Eenkristall-Silicium-Traierwaferen un:

• Siliziumsubstratdicke: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm a méi

• SiO₂ Déckt: vun 100 nm bis 10 μm

• Aktiv Siliziumschicht: ≥ 20 nm