SOI (Սիլիցիում-մեկուսիչի վրա) թիթեղներներկայացնում են մասնագիտացված կիսահաղորդչային նյութ, որն ունի մեկուսիչ օքսիդային շերտի վրա ձևավորված գերբարակ սիլիցիումային շերտ: Այս եզակի սենդվիչ կառուցվածքը զգալիորեն բարելավում է կիսահաղորդչային սարքերի աշխատանքը:
Կառուցվածքային կազմը.
Սարքի շերտ (վերին սիլիկոն):
Հաստությունը տատանվում է մի քանի նանոմետրից մինչև միկրոմետր, որը ծառայում է որպես տրանզիստորների արտադրության ակտիվ շերտ։
Թաղված օքսիդային շերտ (BOX):
Սիլիցիումի երկօքսիդի մեկուսիչ շերտ (0.05-15 մկմ հաստությամբ), որը էլեկտրականորեն մեկուսացնում է սարքի շերտը հիմքից։
Հիմքի սուբստրատ՝
Մեխանիկական հենարան ապահովող զանգվածային սիլիցիում (100-500 մկմ հաստությամբ):
Պատրաստման գործընթացի տեխնոլոգիայի համաձայն, SOI սիլիցիումային վեֆլերի հիմնական գործընթացային ուղիները կարելի է դասակարգել որպես՝ SIMOX (թթվածնի ներարկման մեկուսացման տեխնոլոգիա), BESOI (կապման նոսրացման տեխնոլոգիա) և Smart Cut (ինտելեկտուալ ապամոնտաժման տեխնոլոգիա):
SIMOX-ը (թթվածնի ներարկման մեկուսացման տեխնոլոգիա) տեխնիկա է, որը ներառում է բարձր էներգիայի թթվածնի իոնների ներարկում սիլիցիումային թիթեղների մեջ՝ սիլիցիումի երկօքսիդի ներդրված շերտ ձևավորելու համար, որը այնուհետև ենթարկվում է բարձր ջերմաստիճանային թրծման՝ ցանցի թերությունները վերականգնելու համար: Միջուկը ենթարկվում է թթվածնի իոնների ուղղակի ներարկման՝ թաղված թթվածնի շերտ ձևավորելու համար:
BESOI-ն (Bonding Thinning Technology) ներառում է երկու սիլիկոնային թիթեղների միացում, ապա դրանցից մեկի նոսրացում մեխանիկական հղկման և քիմիական փորագրման միջոցով՝ SOI կառուցվածք ստանալու համար: Միջուկը կայանում է միացման և նոսրացման մեջ:
Smart Cut-ը (Intelligent Exfoliation տեխնոլոգիա) ջրածնի իոնների ներարկման միջոցով ձևավորում է շերտ, որը շերտազատում է սիլիցիումային վաֆլը։ Կպչելուց հետո ջերմային մշակում է իրականացվում՝ սիլիցիումային վաֆլի շերտը ջրածնի իոնային շերտի երկայնքով շերտազատելու համար՝ ձևավորելով գերբարակ սիլիցիումային շերտ։ Միջուկը ջրածնի ներարկման միջոցով շերտազատված է։
Ներկայումս գոյություն ունի մեկ այլ տեխնոլոգիա, որը հայտնի է որպես SIMBOND (թթվածնի ներարկման կապման տեխնոլոգիա), որը մշակվել է Xinao-ի կողմից: Փաստորեն, դա մի ուղի է, որը համատեղում է թթվածնի ներարկման մեկուսացման և կապման տեխնոլոգիաները: Այս տեխնիկական ուղիով ներարկվող թթվածինն օգտագործվում է որպես նոսրացնող արգելապատնեշային շերտ, իսկ իրականում թաղված թթվածնի շերտը ջերմային օքսիդացման շերտ է: Հետևաբար, այն միաժամանակ բարելավում է այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են վերին սիլիցիումի միատարրությունը և թաղված թթվածնի շերտի որակը:
Տարբեր տեխնիկական ուղիներով արտադրված SOI սիլիկոնային թիթեղները ունեն տարբեր կատարողական պարամետրեր և հարմար են տարբեր կիրառման սցենարների համար։
Ստորև ներկայացված է SOI սիլիցիումային վեֆլերի հիմնական կատարողականի առավելությունների ամփոփ աղյուսակը՝ զուգորդված դրանց տեխնիկական առանձնահատկությունների և իրական կիրառման սցենարների հետ: Համեմատած ավանդական զանգվածային սիլիցիումի հետ, SOI-ն ունի զգալի առավելություններ արագության և էներգիայի սպառման հավասարակշռության առումով: (Հ.Գ.՝ 22 նմ FD-SOI-ի կատարողականը մոտ է FinFET-ի կատարողականին, իսկ արժեքը կրճատվել է 30%-ով):
| Արդյունավետության առավելություն | Տեխնիկական սկզբունք | Հատուկ դրսևորում | Կիրառման բնորոշ սցենարներ |
| Ցածր մակաբուծային տարողություն | Մեկուսիչ շերտը (BOX) խոչընդոտում է սարքի և հիմքի միջև լիցքի միացումը | Անջատման արագությունը մեծացել է 15%-30%-ով, էներգիայի սպառումը նվազել է 20%-50%-ով | 5G RF, բարձր հաճախականության կապի չիպեր |
| Նվազեցված արտահոսքի հոսանք | Մեկուսիչ շերտը ճնշում է արտահոսքի հոսանքի ուղիները | Հոսանքի արտահոսքը կրճատվել է >90%-ով, մարտկոցի աշխատանքի տևողությունը երկարացվել է | IoT սարքեր, կրելի էլեկտրոնիկա |
| Բարձրացված ճառագայթային կարծրություն | Մեկուսիչ շերտը կանխում է ճառագայթման հետևանքով առաջացած լիցքի կուտակումը | Ճառագայթային դիմադրողականությունը բարելավվել է 3-5 անգամ, նվազել են մեկ դեպքից առաջացող խանգարումները | Տիեզերանավ, միջուկային արդյունաբերության սարքավորումներ |
| Կարճ ալիքի էֆեկտների կառավարում | Բարակ սիլիկոնային շերտը նվազեցնում է էլեկտրական դաշտի միջամտությունը ջրահեռացման և աղբյուրի միջև | Բարելավված շեմային լարման կայունություն, օպտիմալացված ենթաշեմային թեքություն | Առաջադեմ հանգույցի տրամաբանական չիպեր (<14 նմ) |
| Բարելավված ջերմային կառավարում | Մեկուսիչ շերտը նվազեցնում է ջերմահաղորդականության կապը | 30%-ով պակաս ջերմության կուտակում, 15-25°C ցածր աշխատանքային ջերմաստիճան | 3D ինտեգրալ սխեմաներ, ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկա |
| Բարձր հաճախականության օպտիմալացում | Նվազեցված մակաբուծային տարողունակություն և բարելավված կրողների շարժունակություն | 20%-ով ցածր ուշացում, աջակցում է >30 ԳՀց ազդանշանի մշակում | մմ-ալիքային կապ, արբանյակային կապի չիպեր |
| Դիզայնի ճկունության բարձրացում | Հորատանցքերի լրացման կարիք չկա, աջակցում է հետադարձ կողմնակալությանը | 13%-20%-ով պակաս գործընթացային քայլեր, 40%-ով ավելի բարձր ինտեգրման խտություն | Խառը ազդանշանային ինտեգրալ սխեմաներ, սենսորներ |
| Անձեռնմխելիություն | Մեկուսիչ շերտը մեկուսացնում է պարազիտային PN միացումները | Միացման հոսանքի շեմը մեծացել է մինչև >100 մԱ | Բարձր լարման էլեկտրական սարքեր |
Ամփոփելով՝ SOI-ի հիմնական առավելություններն են՝ այն արագ է աշխատում և ավելի էներգաարդյունավետ է։
SOI-ի այս կատարողական բնութագրերի շնորհիվ այն լայն կիրառություն ունի այն ոլորտներում, որոնք պահանջում են գերազանց հաճախականային կատարողականություն և էներգասպառման կատարողականություն։
Ինչպես ցույց է տրված ստորև, SOI-ին համապատասխանող կիրառման դաշտերի համամասնության հիման վրա կարելի է տեսնել, որ SOI շուկայի մեծ մասը կազմում են ռադիոհաճախականության և հզորության սարքերը։
| Կիրառման դաշտ | Շուկայի մասնաբաժինը |
| RF-SOI (Ռադիոհաճախականություն) | 45% |
| Հզորության SOI | 30% |
| FD-SOI (Լիովին սպառված) | 15% |
| Օպտիկական SOI | 8% |
| Սենսորի SOI | 2% |
Բջջային կապի և ինքնավար վարորդության նման շուկաների աճի հետ մեկտեղ, SOI սիլիկոնային վեֆլերները նույնպես կանխատեսվում է պահպանել որոշակի աճի տեմպ։
XKH-ը, որպես Silicon-On-Insulator (SOI) վաֆլի տեխնոլոգիայի առաջատար նորարար, առաջարկում է SOI համապարփակ լուծումներ՝ հետազոտություններից և մշակումներից մինչև ծավալային արտադրություն՝ օգտագործելով արդյունաբերության առաջատար արտադրական գործընթացները: Մեր ամբողջական պորտֆելը ներառում է 200 մմ/300 մմ SOI վաֆլիներ՝ RF-SOI, Power-SOI և FD-SOI տարբերակներով, խիստ որակի վերահսկողությունով, որը ապահովում է բացառիկ կատարողականի կայունություն (հաստության միատարրություն ±1.5% սահմաններում): Մենք առաջարկում ենք անհատականացված լուծումներ՝ թաղված օքսիդի (BOX) շերտի հաստությամբ՝ 50 նմ-ից մինչև 1.5 մկմ և տարբեր դիմադրության սպեցիֆիկացիաներով՝ կոնկրետ պահանջները բավարարելու համար: Օգտագործելով 15 տարվա տեխնիկական փորձը և կայուն գլոբալ մատակարարման շղթան, մենք հուսալիորեն մատակարարում ենք բարձրորակ SOI հիմքի նյութեր աշխարհի առաջատար կիսահաղորդչային արտադրողներին՝ հնարավորություն տալով ներդնել առաջատար չիպերի նորարարություններ 5G կապի, ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկայի և արհեստական բանականության կիրառություններում:
ԽԿՀ«SOI վաֆլիներ՝
Հրապարակման ժամանակը. Ապրիլի 24-2025