O fluxo de processo da bolacha SOI (Silicon On Insulator).
April 21, 2025
O fluxo de processo da bolacha SOI (Silicon On Insulator).
Orifícios de SOI (Silicon-on-Isolator)É um material semicondutor que forma uma camada de silício ultrafina em uma camada isolante através de um processo especial.
OI.O.S.A bolacha consiste em três camadas:
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Silicio superior (camada do dispositivo): A espessura varia de dezenas de nanômetros a vários micrômetros, utilizada na fabricação de transistores e outros dispositivos.
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Óxido enterrado (CAXA): A camada de isolamento do dióxido de silício do meio (espessura aproximada de 0,05-15 μm) isola a camada do dispositivo do substrato, reduzindo os efeitos parasitários.
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Substrato de silício: A camada de silício inferior (espessura 100-500 μm) fornece suporte mecânico.
De acordo com a tecnologia do processo de fabrico, as principais rotas de processo de wafers de SOI podem ser classificadas em: SIMOX (Separação por implantação de oxigénio), BESOI (Aligação e gravação de SOI),e Smart Cut (tecnologia de separação inteligente).
SIMOX (Separação por Implantação de Oxigénio) envolve o implante de íons de oxigénio de alta energia em uma bolacha de silício para formar uma camada de dióxido de silício enterrada,seguido de recozimento a alta temperatura para reparar defeitos de redeO núcleo deste processo é a implantação directa de iões de oxigénio para formar a camada de óxido enterrada.
BESOI (Ligação e gravação de SOIO processo consiste na ligação de duas placas de silício e, em seguida, no afinamento de uma delas através da moagem mecânica e da gravação química para formar a estrutura do SOI.
A tecnologia Smart Cut envolve o implante de íons de hidrogênio para formar uma camada de separação.resultando numa camada de silício ultra finaO núcleo deste processo é a implantação e separação de hidrogénio.
Atualmente, existe outra tecnologia chamada SIMBOND (Oxygen Implantation Bonding Technology), desenvolvida pela Soitec.Esta tecnologia é essencialmente um processo que combina tanto isolamento implantação de oxigénio e técnicas de ligaçãoNeste processo, o oxigénio implantado serve como uma barreira de afinamento, enquanto a camada de óxido enterrada é uma camada de óxido cultivada termicamente.simultaneamente melhora parâmetros como a uniformidade do silício superior e a qualidade da camada de óxido enterrada.
As placas SOI fabricadas por diferentes vias tecnológicas apresentam diferentes parâmetros de desempenho, tornando-as adequadas para vários cenários de aplicação.
| Tecnologia | Faixa de espessura da camada superior | Espessura da camada de óxido enterrada | Uniformidade (±) | Custo | Áreas de aplicação |
| SIMOX | 0.5-20um | 0.3-4m | 0.5um | Médio-Alto | Dispositivos de potência, circuitos modelo |
| BESOI | 1-200um | 0.3-4um | 250 nm | Baixo | Eletrónica automóvel, fotónica |
| Corte inteligente | 0.075-1.5um | 0.05-3um | 12.5nm | Médio | Frequência 5G, chips de onda milimétrica |
| SIMBOND | 0.075-3um | 0.05-3um | 12.5nm | Alto | Dispositivos sofisticados, filtros |
A seguir apresenta-se um quadro resumido das principais vantagens de desempenho das placas SOI, combinando as suas características técnicas e cenários práticos de aplicação.O IST oferece vantagens significativas no equilíbrio velocidade-consumo de energia. (PS: O desempenho de 22nm FD-SOI é próximo de FinFET, com uma redução de custo de 30%.)
| Vantagens de desempenho | Rota tecnológica | Desempenho específico | Áreas de aplicação típicas |
| Baixo consumo de energia | Isolamento de óxido enterrado (BOX) | Ativar a 15% ~ 30%, consumo de energia 20% ~ 50% | Estações base 5G, circuitos integrados de alta velocidade |
| Alta tensão de ruptura | Dispositivo de alta tensão de ruptura | Alta tensão de ruptura, até 90% ou mais, vida útil prolongada | Modulos de alimentação, dispositivos de alta tensão |
| Alta condutividade térmica | Dispositivo de alta condutividade térmica | Resistência térmica 3 a 5 vezes menor, resistência térmica reduzida | Dispositivos de dissipação de calor, chips de alto desempenho |
| Alta compatibilidade eletromagnética | Dispositivo de alta compatibilidade eletromagnética | Resistentes a interferências electromagnéticas externas | Dispositivos eletrónicos sensíveis às interferências eletromagnéticas |
| Resistência a altas temperaturas | Resistência a altas temperaturas | Resistência térmica superior a 30%, temperatura de funcionamento de 15 a 25 °C | CPU de 14 nm, luzes LED, sistemas de energia |
| Excelente flexibilidade de projeto | Excelente flexibilidade de projeto | Sem processo de montagem adicional, reduz a complexidade | Dispositivos de alta precisão, sensores de potência |
| Excelente desempenho elétrico | Excelente desempenho elétrico | Performance elétrica atinge 100mA | Veículos elétricos, células solares |
Em resumo, as principais vantagens do SOI são: ele funciona mais rápido e consome menos energia.O SOI tem uma ampla gama de aplicações em campos que exigem excelente desempenho de frequência e consumo de energiaConforme indicado a seguir, com base na parte de mercado dos IST em vários campos de aplicação, os dispositivos de RF e de potência representam a grande maioria do mercado dos IST.
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