Der Prozessfluss von SOI-Wafer (Silicon On Insulator).
April 21, 2025
Der Prozessfluss von SOI-Wafer (Silicon On Insulator).
SOI-Wafer (Silizium auf Isolator)ist ein Halbleitermaterial, das durch einen speziellen Prozess eine ultradünne Siliziumschicht auf einer Isolationsschicht bildet.
DieSozialleistungenWafer besteht aus drei Schichten:
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Oberste Silizium (Geräteschicht): Die Dicke reicht von zehn Nanometern bis zu mehreren Mikrometern und wird für die Herstellung von Transistoren und anderen Geräten verwendet.
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Vergrabener Oxid (BOX): Die mittlere Siliziumdioxid-Isolierschicht (Dicke etwa 0,05-15 μm) isoliert die Geräteschicht vom Substrat und verringert so die parasitäre Wirkung.
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Substrat Silizium: Die unterste Siliziumschicht (Stärke 100-500 μm) bietet eine mechanische Unterstützung.
Gemäß der Herstellungstechnologie können die wichtigsten Prozesswege von SOI-Wafern in SIMOX (Separation durch Implantation von Sauerstoff), BESOI (Bindung und Ätzung von SOI),und Smart Cut (intelligente Trenntechnologie).
SIMOX (Separation by Implantation of Oxygen) beinhaltet die Implantation von hochenergetischen Sauerstoff-Ionen in eine Silizium-Wafer, um eine vergrabene Siliziumdioxid-Schicht zu bilden.gefolgt von einem Hochtemperaturbrennen zur Reparatur von GitterfehlernDer Kern dieses Prozesses ist die direkte Ionenimplantation von Sauerstoff, um die vergrabene Oxidschicht zu bilden.
BESOI (Bindung und Ätzung von SOIBei der Verarbeitung von Silikonwaffen werden zwei Silikonwaffen miteinander verbunden und eine durch mechanisches Schleifen und chemisches Ätzen verdünnt, um die SOI-Struktur zu bilden.
Die Smart-Cut-Technologie beinhaltet die Implantation von Wasserstoff-Ionen, um eine Trennschicht zu bilden.mit einem Gehalt an Kohlenwasserstoffen von mehr als 10 GHTDer Kern dieses Prozesses ist die Wasserstoffimplantation und -trennung.
Derzeit gibt es eine weitere Technologie namens SIMBOND (Oxygen Implantation Bonding Technology), die von Soitec entwickelt wurde.Diese Technologie ist im Wesentlichen ein Prozess, der sowohl Sauerstoffimplantation Isolation und Bindungstechniken kombiniertIn diesem Prozess dient der implantierte Sauerstoff als Ausdünnungsbarriere, während die eigentliche begrabene Oxidschicht eine thermisch angebaute Oxidschicht ist.Es verbessert gleichzeitig Parameter wie die Einheitlichkeit des oberen Siliziums und die Qualität der vergrabenen Oxidschicht.
SOI-Wafer, die auf unterschiedlichen technologischen Wegen hergestellt werden, haben unterschiedliche Leistungsparameter, die sie für verschiedene Anwendungsszenarien geeignet machen.
| Technologie | Oberste Schichtdicke | Dicke der vergrabenen Oxidschicht | Einheitlichkeit (±) | Kosten | Anwendungsbereiche |
| SIMOX | 0.5-20um | 00,3-4 m | 0.5m | Mittelschwer | Stromgeräte, Modellkreisläufe |
| BESOI | 1 bis 200 mm | 0.3-4um | 250 nm | Niedrig | Elektronik für die Automobilindustrie, Photonik |
| Schneller Schnitt | 0.075-1.5um | 0.05-3um | 12.5 nm | Mittelfristig | 5G-Frequenz, Millimeterwellen-Chips |
| - Das ist nicht wahr. | 0.075-3um | 0.05-3um | 12.5 nm | Hoch | Hochwertige Geräte, Filter |
Hier ist eine Zusammenfassungstabelle der wichtigsten Leistungsvorteile von SOI-Wafern, die ihre technischen Eigenschaften und praktischen Anwendungsszenarien kombinieren.Die SOI bietet erhebliche Vorteile im Verhältnis Geschwindigkeits-Leistungsverbrauch. (PS: Die Leistung von 22nm FD-SOI ist nahe an FinFET, mit einer Kostensenkung von 30%.)
| Leistungsvorteile | Technologie-Route | Spezifische Leistung | Typische Anwendungsbereiche |
| Niedriger Stromverbrauch | Isolierung mit vergrabenem Oxid (BOX) | Einschalten bei 15% ~ 30%, Stromverbrauch 20% ~ 50% | 5G-Basisstationen, Hochgeschwindigkeits-Integrierte Schaltungen |
| Hochspannung | Hochspannungsgerät | Hohe Abbruchspannung bis zu 90% oder mehr, längere Lebensdauer | Strommodule, Hochspannungsgeräte |
| Hohe Wärmeleitung | Gerät mit hoher Wärmeleitfähigkeit | Wärmewiderstand 3-5 mal niedriger, geringer Wärmewiderstand | Geräte zur Wärmeableitung, Hochleistungschips |
| Hohe elektromagnetische Kompatibilität | Gerät mit hoher elektromagnetischer Kompatibilität | mit einer Breite von mehr als 20 mm, | Elektronische Geräte, die an elektromagnetische Störungen anfällig sind |
| Hochtemperaturbeständigkeit | Hochtemperaturbeständigkeit | Wärmewiderstand über 30%, Betriebstemperatur 15-25°C | 14nm-CPU, LED-Leuchten, Stromversorgung |
| Ausgezeichnete Designflexibilität | Ausgezeichnete Designflexibilität | Kein zusätzlicher Montageprozess, reduziert die Komplexität | Geräte mit hoher Präzision, Leistungssensoren |
| Ausgezeichnete elektrische Leistung | Ausgezeichnete elektrische Leistung | Elektrische Leistung erreicht 100mA | Elektrofahrzeuge, Solarzellen |
Um es einfach und unverblümt zusammenzufassen, sind die Hauptvorteile von SOI: Es läuft schneller und verbraucht weniger Strom.SOI hat eine breite Palette von Anwendungen in Bereichen, die eine ausgezeichnete Frequenz- und Leistungsaufnahme erfordernWie nachstehend dargestellt, machen HF- und Leistungsgeräte auf der Grundlage des Marktanteils von SOI in verschiedenen Anwendungsbereichen den überwiegenden Teil des SOI-Marktes aus.
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