SOI (кремний-изоляторлы) пластиналарыоқшаулағыш оксид қабатының үстінде қалыптасқан ультра жұқа кремний қабаты бар мамандандырылған жартылай өткізгіш материалды білдіреді. Бұл бірегей сэндвич құрылымы жартылай өткізгіш құрылғылардың өнімділігін айтарлықтай жақсартады.
Құрылымдық құрамы:
Құрылғы қабаты (жоғарғы кремний):
Қалыңдығы бірнеше нанометрден микрометрге дейін, транзисторларды жасау үшін белсенді қабат ретінде қызмет етеді.
Көмілген оксид қабаты (ҚОРАП):
Құрылғы қабатын негізден электрлік оқшаулайтын кремний диоксиді оқшаулағыш қабаты (қалыңдығы 0,05-15 мкм).
Негізгі субстрат:
Механикалық тірек беретін көлемді кремний (қалыңдығы 100-500 мкм).
Дайындау процесінің технологиясына сәйкес, SOI кремний пластиналарының негізгі процесінің жолдарын келесідей жіктеуге болады: SIMOX (оттегін айдау оқшаулау технологиясы), BESOI (байланыстырушы жұқару технологиясы) және Smart Cut (ақылды аршу технологиясы).
SIMOX (оттегін айдау оқшаулау технологиясы) - кремний диоксидінің ендірілген қабатын қалыптастыру үшін кремний пластиналарына жоғары энергиялы оттегі иондарын енгізуді қамтитын әдіс, содан кейін тор ақауларын қалпына келтіру үшін жоғары температурада күйдіруге ұшырайды. Өзегі - көмілген қабат оттегісін қалыптастыру үшін тікелей иондық оттегі инъекциясы.
BESOI (байланыстыру арқылы жұқару технологиясы) екі кремний пластинасын байланыстыруды, содан кейін олардың біреуін механикалық ұнтақтау және химиялық өңдеу арқылы жұқару арқылы SOI құрылымын қалыптастыруды қамтиды. Негізгі бөлігі байланыстыру және жұқару болып табылады.
Smart Cut (ақылды қабыршақтану технологиясы) сутегі иондарын инъекциялау арқылы қабыршақтану қабатын түзеді. Байланыстырғаннан кейін, кремний пластинасын сутегі иондары қабаты бойымен қабыршақтау үшін термиялық өңдеу жүргізіледі, бұл өте жұқа кремний қабатын құрайды. Өзегі - сутегі инъекциясымен тазарту.
Қазіргі уақытта Xinao компаниясы әзірлеген SIMBOND (оттегі инъекциялық байланыстыру технологиясы) деп аталатын тағы бір технология бар. Шын мәнінде, бұл оттегі инъекциялық оқшаулау мен байланыстыру технологияларын біріктіретін жол. Бұл техникалық жолда инъекциялық оттегі жұқартатын тосқауыл қабаты ретінде пайдаланылады, ал нақты көмілген оттегі қабаты термиялық тотығу қабаты болып табылады. Сондықтан, ол бір мезгілде жоғарғы кремнийдің біркелкілігі және көмілген оттегі қабатының сапасы сияқты параметрлерді жақсартады.
Әртүрлі техникалық бағыттар бойынша өндірілген SOI кремний пластиналары әртүрлі өнімділік параметрлеріне ие және әртүрлі қолдану сценарийлеріне жарамды.
Төменде SOI кремний пластиналарының негізгі өнімділік артықшылықтарының қысқаша кестесі, олардың техникалық ерекшеліктерімен және нақты қолдану сценарийлерімен үйлесімде берілген. Дәстүрлі көлемді кремниймен салыстырғанда, SOI жылдамдық пен қуат тұтыну тепе-теңдігінде айтарлықтай артықшылықтарға ие. (P.S.: 22 нм FD-SOI өнімділігі FinFET өнімділігіне жақын және құны 30%-ға төмендейді.)
| Өнімділік артықшылығы | Техникалық принцип | Нақты көрініс | Әдеттегі қолдану сценарийлері |
| Төмен паразиттік сыйымдылық | Оқшаулағыш қабат (BOX) құрылғы мен негіз арасындағы заряд байланысын блоктайды | Ауыстыру жылдамдығы 15%-30%-ға артты, қуат тұтынуы 20%-50%-ға төмендеді | 5G RF, жоғары жиілікті байланыс чиптері |
| Ағып кету тогының төмендеуі | Оқшаулағыш қабат ағып кету ток жолдарын басады | Ағып кету тогы >90% төмендеді, батареяның қызмет ету мерзімі ұзарды | IoT құрылғылары, киілетін электроника |
| Радиациялық қаттылықтың жоғарылауы | Оқшаулағыш қабат радиация тудыратын зарядтың жиналуын блоктайды | Радиацияға төзімділік 3-5 есе жақсарды, бір реттік бұзылулар азайды | Ғарыш аппараттары, ядролық өнеркәсібінің жабдықтары |
| Қысқа арналы әсерді басқару | Жұқа кремний қабаты ағызу мен көз арасындағы электр өрісінің кедергісін азайтады | Шекті кернеудің тұрақтылығы жақсарды, төменгі шекті көлбеу оңтайландырылды | Кеңейтілген түйін логикалық чиптері (<14нм) |
| Жылулық басқаруды жақсарту | Оқшаулағыш қабат жылу өткізгіштік байланысын азайтады | Жылу жиналуы 30%-ға аз, жұмыс температурасы 15-25°C төмен | 3D интегралдық микросхемалар, автомобиль электроникасы |
| Жоғары жиілікті оңтайландыру | Паразиттік сыйымдылықтың төмендеуі және тасымалдаушылардың қозғалғыштығының артуы | 20% төмен кідіріс, >30 ГГц сигналды өңдеуді қолдайды | мм толқындық байланыс, спутниктік байланыс чиптері |
| Дизайн икемділігінің артуы | Жақсылап легирлеу қажет емес, артқы жағын ығыстыруды қолдайды | 13%-20%-ға аз процесс қадамдары, 40%-ға жоғары интеграция тығыздығы | Аралас сигналды интегралдық микросхемалар, сенсорлар |
| Тұншықтыратын иммунитет | Оқшаулағыш қабат паразиттік PN түйіспелерін оқшаулайды | Бекіту тогының шегі >100 мА дейін көтерілді | Жоғары вольтты қуат құрылғылары |
Қорытындылай келе, SOI-дің негізгі артықшылықтары: ол жылдам жұмыс істейді және энергияны тиімдірек пайдаланады.
SOI осы өнімділік сипаттамаларына байланысты, ол тамаша жиілік өнімділігін және қуат тұтыну өнімділігін қажет ететін салаларда кеңінен қолданылады.
Төменде көрсетілгендей, SOI-ге сәйкес келетін қолдану өрістерінің үлесіне сүйене отырып, SOI нарығының басым көпшілігін РЖ және қуат құрылғылары құрайтынын көруге болады.
| Қолдану өрісі | Нарық үлесі |
| РФ-СОИ (Радиожиілік) | 45% |
| Қуат SOI | 30% |
| FD-SOI (толығымен таусылған) | 15% |
| Оптикалық SOI | 8% |
| SOI сенсоры | 2% |
Ұялы байланыс және автономды жүргізу сияқты нарықтардың өсуімен SOI кремний пластиналары да белгілі бір өсу қарқынын сақтайды деп күтілуде.
XKH, Silicon-On-Insulator (SOI) пластина технологиясындағы жетекші инноватор ретінде, салалық жетекші өндірістік процестерді пайдалана отырып, ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстардан бастап көлемдік өндіріске дейінгі кешенді SOI шешімдерін ұсынады. Біздің толық портфолиомызда RF-SOI, Power-SOI және FD-SOI нұсқаларын қамтитын 200 мм/300 мм SOI пластиналары бар, олар қатаң сапа бақылауымен ерекше өнімділік тұрақтылығын қамтамасыз етеді (қалыңдығы біркелкілігі ±1,5% шегінде). Біз 50 нм-ден 1,5 мкм-ге дейінгі көмілген оксид (BOX) қабатының қалыңдығы және нақты талаптарға сай келетін әртүрлі кедергі сипаттамалары бар теңшелген шешімдерді ұсынамыз. 15 жылдық техникалық сараптама мен сенімді жаһандық жеткізу тізбегін пайдалана отырып, біз әлемдегі ең жоғары деңгейлі жартылай өткізгіш өндірушілерге жоғары сапалы SOI субстрат материалдарын сенімді түрде ұсынамыз, бұл 5G байланысында, автомобиль электроникасында және жасанды интеллект қолданбаларында заманауи чип инновацияларын енгізуге мүмкіндік береді.
XXKH'SOI пластиналары:
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 24 сәуір