Cialde SOI (Silicon-On-Insulator)rapprisentanu un materiale semiconduttore specializatu chì presenta un stratu di siliciu ultra-finu furmatu sopra un stratu d'ossidu isolante. Questa struttura sandwich unica offre miglioramenti significativi di e prestazioni per i dispositivi semiconduttori.
Cumposizione strutturale:
Stratu di u dispusitivu (siliciu superiore):
Spessore chì varieghja da parechji nanometri à micrometri, chì serve cum'è stratu attivu per a fabricazione di transistor.
Stratu d'ossidu interratu (BOX):
Un stratu isolante di diossidu di siliciu (spessu 0,05-15 μm) chì isola elettricamente u stratu di u dispusitivu da u substratu.
Substratu di basa:
Siliciu in massa (100-500 μm di spessore) chì furnisce supportu meccanicu.
Sicondu a tecnulugia di u prucessu di preparazione, e vie di prucessu principali di e cialde di siliciu SOI ponu esse classificate cum'è: SIMOX (tecnologia d'isolamentu di l'iniezione d'ossigenu), BESOI (tecnologia di assottigliamentu di u ligame) è Smart Cut (tecnologia di stripping intelligente).
SIMOX (tecnologia d'isolamentu per iniezione d'ossigenu) hè una tecnica chì implica l'iniezione di ioni d'ossigenu à alta energia in wafer di siliciu per furmà un stratu incrustatu di diossidu di siliciu, chì hè poi sottumessu à una ricottura à alta temperatura per riparà i difetti di reticolo. U core hè iniezione diretta di ioni d'ossigenu per furmà un stratu d'ossigenu sepoltu.
A tecnulugia BESOI (Bonding Thinning) implica l'incollaggio di duie lastre di siliciu è poi l'assottigliamento di una di elle per mezu di macinazione meccanica è incisione chimica per furmà una struttura SOI. U core si trova in l'incollaggio è l'assottigliamento.
Smart Cut (tecnologia Intelligent Exfoliation) forma un stratu d'esfoliazione per via di l'iniezione di ioni d'idrogenu. Dopu à l'incollaggio, u trattamentu termicu hè realizatu per esfolià a cialda di siliciu longu u stratu d'ioni d'idrogenu, furmendu un stratu di siliciu ultra-sottile. U core hè stripping per iniezione d'idrogenu.
Attualmente, ci hè un'altra tecnulugia cunnisciuta cum'è SIMBOND (tecnologia di legame per iniezione d'ossigenu), chì hè stata sviluppata da Xinao. In fatti, hè una strada chì combina l'isolamentu di l'iniezione d'ossigenu è e tecnulugie di legame. In questa strada tecnica, l'ossigenu iniettatu hè adupratu cum'è un stratu di barriera assottigliante, è u stratu d'ossigenu intarratu hè un stratu d'ossidazione termica. Dunque, migliora simultaneamente parametri cum'è l'uniformità di u siliciu superiore è a qualità di u stratu d'ossigenu intarratu.
I wafer di siliciu SOI fabbricati per diverse vie tecniche anu diversi parametri di prestazione è sò adatti per diversi scenarii di applicazione.
Quì sottu hè una tavula riassuntiva di i principali vantaghji di e prestazioni di e cialde di siliciu SOI, cumminate cù e so caratteristiche tecniche è i scenarii d'applicazione attuali. In paragone cù u siliciu tradiziunale in massa, SOI hà vantaghji significativi in l'equilibriu trà velocità è cunsumu energeticu. (PS: E prestazioni di FD-SOI 22nm sò vicine à quelle di FinFET, è u costu hè riduttu di 30%).
| Vantaghju di Prestazione | Principiu Tecnicu | Manifestazione Specifica | Scenarii d'applicazione tipici |
| Capacità parassita bassa | U stratu isolante (BOX) blocca l'accoppiamentu di carica trà u dispusitivu è u substratu | A velocità di cummutazione hè aumentata di 15%-30%, u cunsumu energeticu hè riduttu di 20%-50% | 5G RF, chip di cumunicazione à alta frequenza |
| Corrente di dispersione ridotta | U stratu isolante sopprime i percorsi di corrente di dispersione | Corrente di dispersione ridutta di >90%, durata di vita di a batteria estesa | Dispositivi IoT, Elettronica indossabile |
| Durezza di radiazione migliorata | U stratu isolante blocca l'accumulazione di carica indotta da a radiazione | A tolleranza à a radiazione hè stata migliurata da 3 à 5 volte, hà riduttu i sconvolgimenti di un solu avvenimentu | Navi spaziali, attrezzature per l'industria nucleare |
| Cuntrollu di l'effettu à canali corti | Un stratu sottile di siliciu riduce l'interferenza di u campu elettricu trà u drenaggiu è a fonte | Stabilità di tensione di soglia migliorata, pendenza di sottusoglia ottimizzata | Chip di logica di nodi avanzati (<14nm) |
| Gestione Termica Migliorata | U stratu isolante riduce l'accoppiamentu di conduzione termica | 30% menu accumulazione di calore, 15-25 °C temperatura di funziunamentu più bassa | Circuiti integrati 3D, Elettronica automobilistica |
| Ottimizazione à Alta Frequenza | Capacità parassitaria ridotta è mobilità di trasportatori migliorata | 20% di ritardu più bassu, supporta l'elaborazione di u signale >30GHz | Cumunicazione mmWave, chip di cumunicazione satellitare |
| Maggiore flessibilità di cuncepimentu | Nisun doping di pozzu necessariu, supporta a polarizazione inversa | 13%-20% menu passi di prucessu, 40% più densità d'integrazione | Circuiti integrati à signali misti, sensori |
| Immunità di ritenzione | U stratu isolante isola e giunzioni PN parassite | A soglia di corrente di latch-up hè stata aumentata à >100mA | Dispositivi di putenza à alta tensione |
In riassuntu, i principali vantaghji di SOI sò: funziona rapidamente è hè più efficiente in termini di energia.
A causa di ste caratteristiche di prestazione di SOI, hà ampie applicazioni in campi chì richiedenu eccellenti prestazioni di frequenza è prestazioni di cunsumu energeticu.
Cum'è mostratu quì sottu, basatu annantu à a pruporzione di i campi d'applicazione currispondenti à SOI, si pò vede chì i dispusitivi RF è di putenza rapprisentanu a grande maggioranza di u mercatu SOI.
| Campu d'applicazione | Quota di Mercatu |
| RF-SOI (Radiofrequenza) | 45% |
| SOI di putenza | 30% |
| FD-SOI (Completamente Svuotatu) | 15% |
| SOI otticu | 8% |
| Sensore SOI | 2% |
Cù a crescita di mercati cum'è a cumunicazione mobile è a guida autonoma, si prevede ancu chì i wafer di siliciu SOI mantenenu un certu ritmu di crescita.
XKH, cum'è innovatore principale in a tecnulugia di wafer Silicon-On-Insulator (SOI), furnisce suluzioni SOI cumplete da a R&S à a pruduzzione di vulume utilizendu prucessi di fabricazione leader di l'industria. U nostru portafogliu cumpletu include wafer SOI di 200 mm/300 mm chì abbraccianu varianti RF-SOI, Power-SOI è FD-SOI, cù un cuntrollu di qualità rigorosu chì garantisce una cunsistenza eccezziunale di e prestazioni (uniformità di u spessore in ± 1,5%). Offremu suluzioni persunalizate cù spessore di stratu d'ossidu interratu (BOX) chì varieghja da 50 nm à 1,5 μm è diverse specifiche di resistività per risponde à esigenze specifiche. Sfruttendu 15 anni di competenza tecnica è una robusta catena di furnitura glubale, furnimu in modu affidabile materiali di substratu SOI di alta qualità à i principali pruduttori di semiconduttori in u mondu sanu, permettendu innovazioni di chip d'avanguardia in cumunicazioni 5G, elettronica automobilistica è applicazioni di intelligenza artificiale.
XKH'Cialde SOI:
Data di publicazione: 24 d'aprile di u 2025