กระแสกระบวนการของ SOI (Silicon On Insulator)
April 21, 2025
กระแสกระบวนการของ SOI (Silicon On Insulator)
โวฟเฟอร์ SOI (ซิลิคอนบนไอโซเลเตอร์)เป็นวัสดุครึ่งประสาทที่สร้างชั้นซิลิคอนบางสุดบนชั้นกันหนาผ่านกระบวนการพิเศษ โครงสร้างแซนด์วิชที่โดดเด่นของมันช่วยเพิ่มผลงานของอุปกรณ์ได้อย่างสําคัญ
รายการSOIโวฟเฟอร์ประกอบด้วยสามชั้น
-
ซิลิคอนด้านบน (ชั้นอุปกรณ์): ความหนาจะตั้งแต่หลายสิบนาโนเมตร ถึงหลายไมโครเมตร ใช้ในการผลิตทรานซิสเตอร์และอุปกรณ์อื่น ๆ
-
อ๊อกไซด์ที่ฝัง (BOX): แผ่นกันหนาของซิลิคอนไดออกไซด์กลาง (ความหนาประมาณ 0.05-15μm) ตัดแยกชั้นอุปกรณ์จากพื้นฐาน, ลดผลกระทบของปรสิต
-
สับสราท ซิลิคอน: ชั้นซิลิคอนด้านล่าง (ความหนา 100-500μm) ให้การสนับสนุนทางกล
ตามเทคโนโลยีกระบวนการการผลิต, เส้นทางกระบวนการหลักของ SOI wafers สามารถจัดเป็น: SIMOX (การแยกโดยการฝังออกซิเจน), BESOI (การผูกและการกวาดของ SOI),และ Smart Cut (เทคโนโลยีการแยกที่ฉลาด).
SIMOX (Separation by Implantation of Oxygen) รวมถึงการปลูกไอออนออกซิเจนพลังงานสูงเข้าไปในแผ่นซิลิคอน เพื่อสร้างชั้นซิลิคอนไดออกไซด์ที่ฝังไว้ตามด้วยการผสมผสานอุณหภูมิสูง เพื่อซ่อมแซมความบกพร่องของกรอบหลักของกระบวนการนี้คือการฝังไอออนโดยตรงของออกซิเจน เพื่อสร้างชั้นออกไซด์ที่ฝังไว้
BESOI (การผูกและการกะทะของ SOI) รวมถึงการเชื่อมโยงแผ่นซิลิคอนสองแผ่นด้วยกัน, จากนั้นลดหนึ่งของพวกเขาโดยการบดกลไกและเคมี etching เพื่อสร้างโครงสร้าง SOI.
เทคโนโลยี Smart Cut รวมถึงการปลูกไอออนไฮโดรเจน เพื่อสร้างชั้นแยกส่งผลให้เกิดชั้นซิลิคอนบางมากหลักของกระบวนการนี้คือ การปลูกและแยกไฮโดรเจน
ปัจจุบันมีเทคโนโลยีอีกอย่างที่เรียกว่า SIMBOND (Oxygen Implantation Bonding Technology) ที่พัฒนาโดยซอยเทคเทคโนโลยีนี้เป็นกระบวนการที่รวมกันทั้งการปลูกออกซิเจน การแยกและเทคนิคการผูกในกระบวนการนี้, ไอน้ําออกซิเจนที่ฝังเป็นอุปกรณ์ป้องกันการลดความอ่อน, ในขณะที่ชั้นออกซิดที่ฝังอยู่จริงคือชั้นออกซิดที่ปลูกด้วยอุณหภูมิมันพร้อมกันปรับปรุงปริมาตร เช่น ความเหมือนกันของซิลิคอนด้านบนและคุณภาพของชั้นออกไซด์ฝัง.
โวฟเฟอร์ SOI ที่ผลิตโดยใช้เส้นทางทางทางเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน มีปริมาตรการทํางานที่แตกต่างกัน ทําให้มันเหมาะสมกับกรณีการใช้งานที่แตกต่างกัน
| เทคโนโลย | ระยะความหนาชั้นบน | ความหนาของชั้นออกไซด์ที่ฝัง | ความเหมือนกัน (±) | ค่าใช้จ่าย | ด้านการใช้งาน |
| ซิมอ็กซ์ | 0.5-20um | 0.3-4m | 0.5m | ระดับกลางสูง | อุปกรณ์พลังงาน เครื่องวงจรแบบ |
| BESOI | 1-200m | 0.3-4um | 250nm | ต่ํา | อิเล็กทรอนิกส์รถยนต์ โฟตอนิกส์ |
| การตัดแบบสมาร์ท | 00.075-1.5 ม | 0.05-3um | 12.5nm | กลาง | ความถี่ 5G ชิปคลื่นมิลลิเมตร |
| ซิมบอนด์ | 0.075-3um | 0.05-3um | 12.5nm | สูง | อุปกรณ์ระดับสูง เครื่องกรอง |
นี่คือตารางสรุปข้อดีหลักของการทํางานของ SOI wafers โดยรวมลักษณะทางเทคนิคและกรณีการใช้งานจริงของพวกเขาSOI มีข้อดีที่สําคัญในการสมดุลความเร็วและการบริโภคพลังงาน. (PS: ผลงานของ 22nm FD-SOI ใกล้กับ FinFET ด้วยการลดต้นทุน 30%)
| ข้อดีด้านการทํางาน | เส้นทางเทคโนโลยี | ประสิทธิภาพเฉพาะ | พื้นที่ใช้งานทั่วไป |
| การบริโภคพลังงานต่ํา | การแยกออกไซด์ที่ฝัง (BOX) | เปิด 15% ~ 30%, การบริโภคพลังงาน 20% ~ 50% | สถานีฐาน 5G วงจรบูรณาการความเร็วสูง |
| ความดันการแยกสูง | อุปกรณ์ความแรงดันสูง | โลตติจ์ตัดความแรงสูงสูงถึง 90% หรือมากกว่า อายุการใช้งานยาวนาน | โมดูลพลังงาน, อุปกรณ์แรงดันสูง |
| ความสามารถในการนําความร้อนสูง | อุปกรณ์นําความร้อนสูง | ความต้านทานทางความร้อนต่ํากว่า 3-5 เท่า ความต้านทานทางความร้อนลดลง | อุปกรณ์ระบายความร้อน ชิปประสิทธิภาพสูง |
| ความเหมาะสมทางไฟฟ้าแม่เหล็กสูง | อุปกรณ์ที่มีความสอดคล้องกับไฟฟ้าแม่เหล็กสูง | ทนต่อการขัดขวางไฟฟ้าแม่เหล็กภายนอก | อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความรู้สึกต่อการรบกวนไฟฟ้าแม่เหล็ก |
| ทนต่ออุณหภูมิสูง | ทนต่ออุณหภูมิสูง | ความต้านทานทางความร้อนมากกว่า 30% อุณหภูมิการทํางาน 15 ~ 25 °C | CPU 14nm ไฟ LED ระบบพลังงาน |
| การ ออกแบบ ที่ อ่อนโยน มาก | การ ออกแบบ ที่ อ่อนโยน มาก | ไม่มีกระบวนการประกอบเพิ่มเติม ลดความซับซ้อน | อุปกรณ์แม่นยําสูง เครื่องตรวจจับพลังงาน |
| ประสิทธิภาพไฟฟ้าที่ดี | ประสิทธิภาพไฟฟ้าที่ดี | ความสามารถไฟฟ้าถึง 100mA | รถไฟฟ้า เซลล์แสงอาทิตย์ |
สรุปง่ายๆ และตรงไปตรงมา ข้อดีหลักของ SOI คือ มันทํางานเร็วขึ้น และใช้พลังงานน้อยกว่าSOI มีการใช้งานที่หลากหลายในสาขาที่ต้องการความถี่และการใช้งานพลังงานที่ดีตามที่แสดงลงข้างล่าง จากหุ้นตลาดของ SOI ในสาขาการใช้งานต่าง ๆ อุปกรณ์ RF และอุปกรณ์พลังงานเป็นส่วนใหญ่ของตลาด SOI
แนะนําสินค้าที่เกี่ยวข้อง
ซิลิคอนบนไอโซเลเตอร์ SOI วาเฟอร์ 6 " 2.5 " m (P-doped) + 1.0 SiO2 + 625um Si (P-type / Boron Doped)
SOI Wafer Silicon On Insulator Wafer Dopant P BOX Layer 0.4-3 การตั้งทิศทางของสับสราต 100 111