Čo je SOI?

SOI, skratka pre Silicon-On-Insulator, je proces výroby polovodičov založený na špeciálnych substrátových materiáloch. Od svojej industrializácie v 80. rokoch sa táto technológia stala dôležitým odvetvím pokročilých procesov výroby polovodičov. Proces SOI, ktorý sa vyznačuje unikátnou trojvrstvovou kompozitnou štruktúrou, je významnou odchýlkou ​​od tradičného procesu výroby objemového kremíka.

Pozostáva z vrstvy monokryštálového kremíka, izolačnej vrstvy oxidu kremičitého (známej aj ako vrstva oxidu ukrytého v zemi, BOX) a kremíkového substrátu.SOI oblátkavytvára nezávislé a stabilné elektrické prostredie. Každá vrstva plní osobitnú, ale doplnkovú úlohu pri zabezpečovaní výkonu a spoľahlivosti plátku:

1. Vrchná vrstva monokryštálového kremíka, ktorá má zvyčajne hrúbku 5 nm až 2 μm, slúži ako centrálna oblasť na vytváranie aktívnych zariadení, ako sú tranzistory. Jeho ultratenkosť je základom pre lepší výkon a miniaturizáciu zariadenia.

2. Primárnou funkciou strednej vrstvy oxidu je dosiahnuť elektrickú izoláciu. Vrstva BOX účinne blokuje elektrické spojenia medzi vrstvou zariadenia a substrátom pod ňou pomocou mechanizmov fyzickej aj chemickej izolácie, pričom jej hrúbka sa zvyčajne pohybuje od 5 nm do 2 μm.

3.Pokiaľ ide o spodný kremíkový substrát, jeho primárnou funkciou je ponúknuť štrukturálnu robustnosť a stabilnú mechanickú podporu, ktoré sú kľúčovými zárukami spoľahlivosti plátku počas výroby a neskoršieho použitia. Pokiaľ ide o hrúbku, vo všeobecnosti spadá do rozsahu 200 μm až 700 μm.

Výhody SOI oblátky

1. Nízka spotreba energie

Prítomnosť izolačnej vrstvy vSOI oblátkyznižuje zvodový prúd a kapacitu, čím prispieva k nižšej statickej a dynamickej spotrebe energie zariadenia.

Prítomnosť izolačnej vrstvy v

Substrát SOI sa vyznačuje vlastnou dielektrickou izoláciou, čím sa eliminuje potreba dopovanej izolácie výkopu, čo zjednodušuje výrobný proces a zvyšuje výnosy výroby.

3.Vynikajúci vysokofrekvenčný výkon

Dizajn izolačnej vrstvy výrazne znižuje nežiaduce parazitné efekty spôsobené interakciou medzi zariadením a substrátom. Zníženie parazitnej kapacity znižuje latenciu zariadení SOI pri vysokofrekvenčnom spracovaní signálu (ako je komunikácia 5G), čím sa zlepšuje prevádzková efektivita.

4. Flexibilita dizajnu

Substrát SOI sa vyznačuje vlastnou dielektrickou izoláciou, čím sa eliminuje potreba dopovanej izolácie výkopu, čo zjednodušuje výrobný proces a zvyšuje výnosy výroby.

Aplikácia technológie SOI

1. Sektor spotrebnej elektroniky: RF front-end moduly pre smartfóny (ako sú 5G filtre).

2. Automobilová elektronika: Automobilový radarový čip.

3. Letectvo: Satelitné komunikačné zariadenia.

4. Oblasť zdravotníckych zariadení: implantovateľné lekárske senzory, monitorovacie čipy s nízkou spotrebou energie.