SOI (silikoon-isolaatoril) vahvlidkujutavad endast spetsiaalset pooljuhtmaterjali, millel on isoleeriva oksiidikihi peal moodustunud üliõhuke ränikiht. See ainulaadne võileivastruktuur pakub pooljuhtseadmetele märkimisväärseid jõudluse parandusi.
Struktuurne koostis:
Seadme kiht (ülemine räni):
Paksus ulatub mitmest nanomeetrist mikromeetriteni, toimides transistoride valmistamise aktiivse kihina.
Maetud oksiidikiht (BOX):
Ränidioksiidist isoleeriv kiht (paksusega 0,05–15 μm), mis isoleerib seadme kihi elektriliselt aluspinnast.
Aluspind:
Massiline räni (paksusega 100–500 μm), mis pakub mehaanilist tuge.
Valmistamisprotsessi tehnoloogia kohaselt saab SOI räniplaatide peamised protsessiteed liigitada järgmiselt: SIMOX (hapniku sissepritse isolatsioonitehnoloogia), BESOI (liimimishõrenemistehnoloogia) ja Smart Cut (intelligentne eemaldamistehnoloogia).
SIMOX (hapniku sissepritse isolatsioonitehnoloogia) on tehnika, mis hõlmab suure energiaga hapnikuioonide süstimist räniplaatidesse, et moodustada ränidioksiidiga ümbritsetud kiht, mida seejärel kuumutatakse kõrgel temperatuuril võredefektide parandamiseks. Südamikku süstitakse otse ioonhapnikku, et moodustada maetud kiht hapnikku.
BESOI (Bonding Thinning tehnoloogia) hõlmab kahe räniplaadi ühendamist ja seejärel ühe neist õhendamist mehaanilise lihvimise ja keemilise söövitamise teel, et moodustada SOI struktuur. Tuum seisneb ühendamises ja õhendamises.
Smart Cut (intelligentne koorimistehnoloogia) moodustab vesinikioonide süstimise teel kooriva kihi. Pärast liimimist teostatakse kuumtöötlus, et koorida räniplaat mööda vesinikioonide kihti, moodustades üliõhukese ränikihi. Südamik on vesinikioonide süstimise teel eemaldatav.
Praegu on olemas teine tehnoloogia, mida tuntakse kui SIMBOND (hapniku sissepritsega ühendamise tehnoloogia), mille töötas välja Xinao. Tegelikult on see meetod, mis ühendab hapniku sissepritsega isoleerimise ja ühendamise tehnoloogiad. Selles tehnilises meetodis kasutatakse sissepritsetud hapnikku hõrendava tõkkekihina ja tegelik maetud hapnikukiht on termilise oksüdatsiooni kiht. Seega parandab see samaaegselt selliseid parameetreid nagu pealmise räni ühtlus ja maetud hapnikukihi kvaliteet.
Erinevate tehniliste meetodite abil toodetud SOI ränivahvlitel on erinevad jõudlusparameetrid ja need sobivad erinevateks rakendusolukordadeks.
Järgnev tabel annab ülevaate SOI räniplaatide peamistest jõudluse eelistest koos nende tehniliste omaduste ja tegelike rakendusvõimalustega. Võrreldes traditsioonilise räniplaadiga on SOI-l märkimisväärsed eelised kiiruse ja energiatarbimise tasakaalus. (PS: 22nm FD-SOI jõudlus on lähedane FinFET-i omale ja maksumus on 30% madalam.)
| Jõudluse eelis | Tehniline põhimõte | Spetsiifiline manifestatsioon | Tüüpilised rakendusstsenaariumid |
| Madal parasiitmahtuvus | Isolatsioonikiht (BOX) blokeerib seadme ja aluspinna vahelise laengu sidestuse | Lülituskiirus suurenes 15–30%, energiatarve vähenes 20–50% | 5G RF, kõrgsageduslikud sidekiibid |
| Vähendatud lekkevool | Isolatsioonikiht pärsib lekkevooluteid | Lekkevool vähenenud >90%, pikem aku tööiga | Asjade interneti seadmed, kantav elektroonika |
| Täiustatud kiirguskindlus | Isolatsioonikiht blokeerib kiirgusest tingitud laengu kogunemist | Kiirgustaluvus paranes 3–5 korda, üksikute sündmuste põhjustatud häirete arv vähenes | Kosmoseaparaadid, tuumatööstuse seadmed |
| Lühikanali efektide juhtimine | Õhuke ränikiht vähendab elektrivälja interferentsi äravoolu ja allika vahel | Täiustatud lävipinge stabiilsus, optimeeritud alamlävi kalle | Täiustatud sõlmeloogikakiibid (<14nm) |
| Täiustatud soojusjuhtimine | Isolatsioonikiht vähendab soojusjuhtivuse sidestust | 30% vähem soojuse akumuleerumist, 15–25 °C madalam töötemperatuur | 3D-mikroskeemid, autoelektroonika |
| Kõrgsageduslik optimeerimine | Vähendatud parasiitse mahtuvus ja parem kandjate liikuvus | 20% madalam viivitus, toetab >30 GHz signaalitöötlust | mmWave side, satelliitside kiibid |
| Suurem disainipaindlikkus | Pole vaja kaevude dopingut, toetab tagasikallutamist | 13–20% vähem protsessietappe, 40% suurem integratsioonitihedus | Segatud signaali integraallülitused, andurid |
| Lukustusimmuunsus | Isolatsioonikiht isoleerib parasiitsed PN-siirded | Lukustusvoolu lävi tõusis >100mA-ni | Kõrgepingeseadmed |
Kokkuvõttes on SOI peamised eelised järgmised: see töötab kiiresti ja on energiasäästlikum.
Tänu SOI nendele jõudlusomadustele on sellel laialdased rakendused valdkondades, mis nõuavad suurepärast sagedusjõudlust ja energiatarbimist.
Nagu allpool näidatud, on SOI-le vastavate rakendusvaldkondade osakaalu põhjal näha, et raadiosagedus- ja võimsusseadmed moodustavad SOI turust valdavalt suurema osa.
| Rakendusvaldkond | Turuosa |
| RF-SOI (raadiosagedus) | 45% |
| Võimsus-SOI | 30% |
| FD-SOI (täielikult ammendunud) | 15% |
| Optiline SOI | 8% |
| Anduri SOI | 2% |
Selliste turgude nagu mobiilside ja autonoomne juhtimine kasvuga eeldatakse, et ka SOI räniplaatide teatud kasvutempo säilib.
XKH, olles silikoon-isolaatoril (SOI) vahvlite tehnoloogia juhtiv uuendaja, pakub laiaulatuslikke SOI-lahendusi alates teadus- ja arendustegevusest kuni masstootmiseni, kasutades tööstusharu juhtivaid tootmisprotsesse. Meie täielik portfoolio hõlmab 200 mm/300 mm SOI vahvleid, mis hõlmavad RF-SOI, Power-SOI ja FD-SOI variante, range kvaliteedikontrolliga, mis tagab erakordse jõudluse järjepidevuse (paksuse ühtlus ±1,5% piires). Pakume kohandatud lahendusi maetud oksiidikihi (BOX) paksusega vahemikus 50 nm kuni 1,5 μm ja erinevate takistusspetsifikatsioonidega, et vastata konkreetsetele nõuetele. Kasutades ära 15-aastast tehnilist kogemust ja tugevat globaalset tarneahelat, pakume usaldusväärselt kvaliteetseid SOI alusmaterjale tipptasemel pooljuhtide tootjatele kogu maailmas, võimaldades tipptasemel kiibiinnovatsioone 5G kommunikatsioonis, autoelektroonikas ja tehisintellekti rakendustes.
XKH'SOI vahvlid:
Postituse aeg: 24. aprill 2025