Apakah SOI?

SOI ialah singkatan bagiPenebat Silikon-Pada-PenebatSecara literal, ia bermaksud "silikon pada penebat." Dalam praktiknya, strukturnya ialah terdapat lapisan penebat ultra nipis, seperti SiO₂, di atas wafer silikon, dan kemudian lapisan silikon nipis dibentuk di atas lapisan penebat ini. Struktur ini memisahkan lapisan silikon aktif daripada substrat silikon. Walau bagaimanapun, dalam proses silikon tradisional, cip dibentuk terus pada substrat silikon tanpa menggunakan lapisan penebat.

Wafer SOIterdiri daripada tiga lapisan struktur utama: lapisan peranti silikon kristal tunggal, lapisan penebat silikon dioksida (oksida tertimbus atau KOTAK), dan substrat silikon. Bersama-sama, ketiga-tiga lapisan ini membentuk persekitaran elektrik yang bebas dan stabil, dengan setiap lapisan memainkan peranannya sendiri sambil berfungsi secara sinergi untuk meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan keseluruhan.

Lapisan peranti silikon kristal tunggal atas (biasanya setebal kira-kira 5 nm hingga 2 μm) ialah kawasan teras tempat transistor dan peranti aktif lain dibuat. Struktur ultra nipisnya merupakan asas penting untuk meningkatkan prestasi peranti dan membolehkan penskalaan berterusan.

Lapisan oksida tertimbus tengah (BOX) menyediakan pengasingan elektrik. Lapisan silikon dioksida ini, biasanya setebal 5 nm hingga 2 μm, berkesan menyekat gandingan elektrik antara lapisan peranti dan substrat di bawahnya melalui mekanisme pengasingan fizikal dan kimia.

Substrat silikon bawah terutamanya menyediakan ketegaran struktur dan kestabilan mekanikal, memastikan kebolehpercayaan wafer semasa pembuatan dan operasi berikutnya. Ketebalannya secara amnya dalam julat 200 μm hingga 700 μm, menawarkan sokongan mekanikal yang mencukupi sambil mengambil kira keperluan kebolehprosesan dan aplikasi.

Kelebihan Utama Wafer SOI
1. Kelajuan Lebih Tinggi

• Dengan lapisan oksida yang tertimbus di bawah peranti, transistor diasingkan daripada substrat silikon. Ini mengurangkan kapasitans parasit, mempercepatkan pensuisan dan menjadikan SOI sesuai untuk litar logik berkelajuan tinggi dan RF.

2. Penggunaan Kuasa yang Lebih Rendah

• Kapasitans yang lebih kecil bermakna kerugian pengecasan dan penyahcasan yang lebih rendah.
• Laluan kebocoran yang lebih sedikit menyebabkan penggunaan kuasa siap sedia (statik) yang lebih rendah, menjadikan sistem lebih cekap kuasa.

3. Pengasingan yang Lebih Baik

• Setiap peranti "terletak" pada lapisan oksida, yang dapat mengurangkan gangguan elektrik antara peranti dengan ketara. Ini meningkatkan kestabilan apabila menyepadukan litar analog + digital, unit pengurusan kuasa dan modul RF pada cip yang sama.

4. Peningkatan Toleransi Sinaran dan Suhu Tinggi

• Cas yang dijana sinaran kurang berkemungkinan merebak melalui substrat, menjadikan peranti SOI lebih selamat dan lebih andal dalam persekitaran radiasi tinggi seperti aeroangkasa.
• Peningkatan arus bocor pada suhu tinggi adalah kurang teruk, yang bermanfaat untuk aplikasi elektronik automotif dan kawalan perindustrian.

5. Sesuai untuk Penskalaan Lanjutan

• Dengan lapisan silikon yang sangat nipis di bahagian atas dan lapisan oksida yang tertimbus di bawah, kesan saluran pendek dikawal dengan lebih baik, menjadikannya lebih mudah untuk mengekalkan tingkah laku peranti yang stabil apabila nod proses terus mengecut.

Teknologi SOI telah pun digunakan merentasi pelbagai bidang. Dalam elektronik pengguna, ia digunakan dalam modul bahagian hadapan RF telefon pintar, seperti penapis 5G. Dalam elektronik automotif, ia menyediakan platform proses yang stabil untuk cip radar dalam kenderaan. Dalam sektor aeroangkasa, ia digunakan dalam peralatan komunikasi satelit yang boleh dipercayai tinggi. Dalam peranti perubatan, SOI menyokong reka bentuk dan pelaksanaan sensor perubatan yang boleh diimplan dan pelbagai jenis cip pemantauan berkuasa rendah.

Syarikat kami menawarkan projek tersuai untuk wafer pembawa silikon kristal tunggal:

• Ketebalan substrat silikon: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm dan ke atas

• Ketebalan SiO₂: dari 100 nm hingga 10 μm

• Lapisan silikon aktif: ≥ 20 nm