SOI (sílikon-á-einangrunar) skífureru sérhæft hálfleiðaraefni með öfgaþunnu kísillagi sem myndast ofan á einangrandi oxíðlagi. Þessi einstaka samlokubygging skilar verulegum afköstum fyrir hálfleiðaratæki.
Byggingarsamsetning:
Tækjalag (efsta kísill):
Þykktin er frá nokkrum nanómetrum upp í míkrómetra, og þjónar sem virka lagið fyrir framleiðslu smára.
Grafið oxíðlag (KASSI):
Einangrandi lag úr kísildíoxíði (0,05-15 μm þykkt) sem einangrar tækjalagið rafmagn frá undirlaginu.
Grunn undirlag:
Kísill í lausu (100-500 μm þykkt) sem veitir vélrænan stuðning.
Samkvæmt framleiðslutækni má flokka helstu vinnsluleiðir SOI kísilskífa sem: SIMOX (súrefnisinnspýtingareinangrunartækni), BESOI (límingarþynningartækni) og Smart Cut (greind afhýðingartækni).
SIMOX (Oxygen injection isolation technology) er tækni sem felur í sér að sprauta orkuríkum súrefnisjónum inn í kísilskífur til að mynda kísildíoxíð-innfellt lag, sem síðan er háhitaglæðt til að gera við grindargalla. Kjarninn er bein jónainnsprautun súrefnis til að mynda grafið súrefnislag.
BESOI (Bonding Thinning technology) felur í sér að tvær kísilplötur eru límdar saman og síðan er önnur þeirra þynnt með vélrænni slípun og efnaetsun til að mynda SOI uppbyggingu. Kjarninn liggur í límingu og þynningu.
Smart Cut (Intelligent Exfoliation technology) myndar afhýðingarlag með vetnisjónainnsprautun. Eftir límingu er hitameðferð framkvæmd til að afhýða kísilþynnuna meðfram vetnisjónalaginu og mynda þannig afarþunnt kísillag. Kjarninn er vetnisprautunar-striptun.
Nú á dögum er til önnur tækni sem kallast SIMBOND (súrefnisinnspýtingarbindingartækni), sem Xinao þróaði. Reyndar er þetta leið sem sameinar einangrun og bindingartækni súrefnisinnspýtingar. Í þessari tæknilegu leið er sprautaða súrefnið notað sem þynningarlag og raunverulegt grafið súrefnislag er varmaoxunarlag. Þess vegna bætir það samtímis breytur eins og einsleitni efsta kísils og gæði grafiðs súrefnislagsins.
SOI kísilskífur framleiddar með mismunandi tæknilegum aðferðum hafa mismunandi afköst og henta fyrir mismunandi notkunarsvið.
Eftirfarandi er yfirlitstafla yfir helstu afköst SOI kísilskífa, ásamt tæknilegum eiginleikum þeirra og raunverulegum notkunarsviðum. Í samanburði við hefðbundið lausu kísil hefur SOI verulega kosti hvað varðar jafnvægi hraða og orkunotkunar. (Viðbót: Afköst 22nm FD-SOI eru nálægt afköstum FinFET og kostnaðurinn er lækkaður um 30%).
| Árangurskostur | Tæknileg meginregla | Sérstök birtingarmynd | Dæmigert notkunarsviðsmyndir |
| Lágt sníkjudýraafkastageta | Einangrunarlag (BOX) hindrar hleðslutengingu milli tækis og undirlags | Skiptihraði jókst um 15%-30%, orkunotkun minnkaði um 20%-50% | 5G RF, hátíðni samskiptaflísar |
| Minnkaður lekastraumur | Einangrunarlag bælir lekastraumsleiðir | Lekastraumur minnkaður um >90%, lengdur endingartími rafhlöðunnar | IoT tæki, klæðanleg rafeindatækni |
| Aukin geislunarhörku | Einangrandi lag hindrar uppsöfnun hleðslu af völdum geislunar | Geislunarþol batnaði 3-5 sinnum, truflanir af völdum einstakra atvika minnkuðust | Geimför, búnaður fyrir kjarnorkuiðnaðinn |
| Stýring á stuttrásaráhrifum | Þunnt kísilllag dregur úr truflunum á rafsviði milli frárennslis og uppspretts | Bætt stöðugleiki þröskuldspennu, fínstillt halla undir þröskuldi | Háþróaðar hnútaflísar (<14nm) |
| Bætt hitastjórnun | Einangrunarlag dregur úr varmaleiðnitengingu | 30% minni hitasöfnun, 15-25°C lægra rekstrarhitastig | 3D ICs, rafeindatækni fyrir bíla |
| Hátíðni hagræðing | Minnkuð sníkjudýraafkastageta og aukin hreyfanleiki flutningsaðila | 20% minni seinkun, styður >30GHz merkjavinnslu | mmWay samskipti, gervihnattasamskiptaflísar |
| Aukin sveigjanleiki í hönnun | Engin þörf á brunnsdópun, styður afturvirka skekkju | 13%-20% færri skref í ferlinu, 40% meiri samþættingarþéttleiki | Blönduð merkja-IC, skynjarar |
| Lásandi ónæmi | Einangrandi lag einangrar sníkjudýra PN-tengingar | Lásstraumþröskuldur hækkaður í >100mA | Háspennuafltæki |
Í stuttu máli eru helstu kostir SOI: það keyrir hratt og er orkusparandi.
Vegna þessara eiginleika SOI hefur það víðtæka notkun á sviðum sem krefjast framúrskarandi tíðniafkasta og orkunotkunar.
Eins og fram kemur hér að neðan, miðað við hlutfall notkunarsviða sem samsvara SOI, má sjá að RF og aflgjafar eru langstærsti hluti SOI markaðarins.
| Umsóknarsvið | Markaðshlutdeild |
| RF-SOI (útvarpstíðni) | 45% |
| Power SOI | 30% |
| FD-SOI (Fullkomlega tæmt) | 15% |
| Sjónrænt SOI | 8% |
| Skynjara SOI | 2% |
Með vexti markaða eins og farsímasamskipta og sjálfkeyrandi aksturs er einnig búist við að SOI kísilskífur haldi ákveðnum vexti.
XKH, sem leiðandi frumkvöðull í tækni fyrir kísill-á-einangrun (SOI) skífur, býður upp á alhliða SOI lausnir, allt frá rannsóknum og þróun til magnframleiðslu með því að nota leiðandi framleiðsluferla í greininni. Heildarúrval okkar inniheldur 200 mm/300 mm SOI skífur sem spanna RF-SOI, Power-SOI og FD-SOI útgáfur, með ströngu gæðaeftirliti sem tryggir framúrskarandi afköst (þykktarjöfnun innan ±1,5%). Við bjóðum upp á sérsniðnar lausnir með þykkt innfellds oxíðlags (BOX) á bilinu 50 nm til 1,5 μm og ýmsum viðnámskröfum til að uppfylla sérstakar kröfur. Með 15 ára tæknilegri þekkingu og öflugri alþjóðlegri framboðskeðju bjóðum við áreiðanlega hágæða SOI undirlagsefni til fremstu hálfleiðaraframleiðenda um allan heim, sem gerir kleift að þróa nýjungar í örgjörvum í 5G samskiptum, bílaiðnaði og gervigreind.
XKH's SOI skífur:
Birtingartími: 24. apríl 2025