Що таке SOI?

SOI, скорочення від Silicon-On-Insulator, — це процес виробництва напівпровідників на основі спеціальних матеріалів підкладки. З моменту індустріалізації у 1980-х роках ця технологія стала важливою галуззю передових процесів виробництва напівпровідників. Відрізняючись унікальною тришаровою композитною структурою, процес SOI є значним відхиленням від традиційного процесу виробництва кремнію.

Складається з шару монокристалічного кремнію, ізоляційного шару з діоксиду кремнію (також відомого як прихований оксидний шар, BOX) і кремнієвої підкладки,SOI пластинастворює незалежне та стабільне електричне середовище. Кожен шар виконує окрему, але додаткову роль у забезпеченні ефективності та надійності пластини:

1. Верхній шар монокристалічного кремнію, який зазвичай має товщину від 5 нм до 2 мкм, служить центральною областю для створення активних пристроїв, таких як транзистори. Його надтонкість є основою для покращеної продуктивності та мініатюризації пристрою.

2. Основною функцією середнього похованого шару оксиду є досягнення електричної ізоляції. Шар BOX ефективно блокує електричні з’єднання між шаром пристрою та підкладкою, використовуючи механізми фізичної та хімічної ізоляції, його товщина зазвичай коливається від 5 нм до 2 мкм.

3. Що стосується нижньої кремнієвої підкладки, її основна функція полягає в забезпеченні структурної міцності та стабільної механічної підтримки, які є ключовими гарантіями надійності пластини під час виробництва та подальшого використання. З точки зору товщини, він зазвичай знаходиться в діапазоні від 200 мкм до 700 мкм.

Переваги SOI Wafer

1. Низьке енергоспоживання

Наявність ізоляційного шару вSOI пластинизменшує струм витоку та ємність, сприяючи зниженню статичного та динамічного енергоспоживання пристрою.

2. Радіаційна стійкість

Ізоляційний шар у пластинах SOI може ефективно захищати космічні промені та електромагнітні перешкоди, уникаючи впливу екстремальних середовищ на стабільність пристрою, дозволяючи йому стабільно працювати в спеціальних сферах, таких як аерокосмічна та ядерна промисловість.

3. Чудова високочастотна продуктивність

Конструкція ізоляційного шару значно зменшує небажані паразитарні ефекти, спричинені взаємодією між пристроєм і підкладкою. Зменшення паразитної ємності зменшує затримку пристроїв SOI при обробці високочастотного сигналу (наприклад, зв’язок 5G), тим самим підвищуючи ефективність роботи.

4. Гнучкість дизайну

Підкладка SOI має власну діелектричну ізоляцію, усуваючи потребу в легованій ізоляції траншей, що спрощує виробничий процес і підвищує продуктивність.

Застосування технології КНІ

1. Сектор споживчої електроніки: RF інтерфейсні модулі для смартфонів (наприклад, фільтри 5G).

2. Область автомобільної електроніки: радар автомобільного класу.

3. Аерокосмічне обладнання: обладнання супутникового зв'язку.

4. Область медичних пристроїв: імплантовані медичні датчики, мікросхеми моніторингу низької потужності.