Какво е SOI？

SOI, съкращение от Silicon-On-Insulator, е процес на производство на полупроводници, базиран на специални субстратни материали. След индустриализацията си през 80-те години на миналия век, тази технология се превърна във важен клон на модерните процеси за производство на полупроводници. Отличаващ се с уникалната си трислойна композитна структура, SOI процесът е значително отклонение от традиционния процес на насипен силиций.

Състои се от монокристален силициев слой на устройството, изолационен слой от силициев диоксид (известен също като заровен оксиден слой, BOX) и силициев субстрат,SOI вафласъздава независима и стабилна електрическа среда. Всеки слой изпълнява отделна, но допълваща роля в осигуряването на производителност и надеждност на пластината:

1. Горният монокристален силициев слой, който обикновено има дебелина от 5 nm до 2 μm, служи като централна област за създаване на активни устройства като транзистори. Неговата свръхтънкост е основата за подобрена производителност и миниатюризация на устройството.

2. Основната функция на средния заровен оксиден слой е да постигне електрическа изолация. Слоят BOX ефективно блокира електрическите връзки между слоя на устройството и субстрата отдолу, като използва както физически, така и химически механизми за изолация, като дебелината му обикновено варира от 5 nm до 2 μm.

3. Що се отнася до долния силиконов субстрат, основната му функция е да предложи структурна здравина и стабилна механична опора, които са решаващи гаранции за надеждността на пластината по време на производство и по-късна употреба. По отношение на дебелината, обикновено попада в диапазона от 200 μm до 700 μm.

Предимства на SOI Wafer

1. Ниска консумация на енергия

Наличието на изолационен слой в1. Ниска консумация на енергиянамалява тока на утечка и капацитета, като допринася за по-ниска статична и динамична консумация на енергия на устройството.

2. Радиационна устойчивост

Дизайнът на изолационния слой значително намалява нежеланите паразитни ефекти, причинени от взаимодействието между устройството и субстрата. Намаляването на паразитния капацитет намалява латентността на SOI устройствата при обработка на високочестотен сигнал (като 5G комуникация), като по този начин подобрява оперативната ефективност.

3.Отлично високочестотно представяне

Дизайнът на изолационния слой значително намалява нежеланите паразитни ефекти, причинени от взаимодействието между устройството и субстрата. Намаляването на паразитния капацитет намалява латентността на SOI устройствата при обработка на високочестотен сигнал (като 5G комуникация), като по този начин подобрява оперативната ефективност.

4.Гъвкавост на дизайна

SOI субстратът се отличава с присъща диелектрична изолация, елиминирайки необходимостта от легирана изолация на изкопа, което опростява производствения процес и подобрява производствения добив.

Приложение на SOI технологията

1. Сектор на потребителската електроника: RF предни модули за смартфони (като 5G филтри).

2.Поле на автомобилната електроника: радарен чип за автомобили.

3. Космонавтика: сателитно комуникационно оборудване.

4.Поле на медицински устройства: имплантируеми медицински сензори, чипове за наблюдение с ниска мощност.