SOI (სილიკონი იზოლატორზე) ვაფლებიწარმოადგენს სპეციალიზებულ ნახევარგამტარულ მასალას, რომელიც გამოირჩევა ულტრათხელი სილიციუმის ფენით, რომელიც ფორმირებულია იზოლაციური ოქსიდის ფენის თავზე. ეს უნიკალური სენდვიჩის სტრუქტურა მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ნახევარგამტარული მოწყობილობების მუშაობას.
სტრუქტურული შემადგენლობა:
მოწყობილობის ფენა (ზედა სილიკონი):
სისქე რამდენიმე ნანომეტრიდან მიკრომეტრამდე მერყეობს და ტრანზისტორების დამზადების აქტიურ ფენას წარმოადგენს.
დამარხული ოქსიდის ფენა (BOX):
სილიციუმის დიოქსიდის საიზოლაციო ფენა (0.05-15 მკმ სისქით), რომელიც ელექტრულად იზოლირებს მოწყობილობის ფენას სუბსტრატისგან.
ბაზის სუბსტრატი:
ნაყარი სილიციუმი (100-500 მკმ სისქის), რომელიც უზრუნველყოფს მექანიკურ საყრდენს.
მომზადების პროცესის ტექნოლოგიის მიხედვით, SOI სილიკონის ვაფლების ძირითადი დამუშავების მარშრუტები შეიძლება კლასიფიცირდეს შემდეგნაირად: SIMOX (ჟანგბადის ინექციის იზოლაციის ტექნოლოგია), BESOI (შეერთების გათხელების ტექნოლოგია) და Smart Cut (ინტელექტუალური გაშიშვლების ტექნოლოგია).
SIMOX (ჟანგბადის ინექციის იზოლაციის ტექნოლოგია) არის ტექნიკა, რომელიც გულისხმობს მაღალი ენერგიის ჟანგბადის იონების შეყვანას სილიციუმის ვაფლებში სილიციუმის დიოქსიდის ჩაშენებული ფენის შესაქმნელად, რომელიც შემდეგ ექვემდებარება მაღალტემპერატურულ გახურებას ბადის დეფექტების გამოსასწორებლად. ბირთვში იონური ჟანგბადის პირდაპირი ინექცია ხდება დამარხული ჟანგბადის ფენის შესაქმნელად.
BESOI (შეერთებითი გათხელების ტექნოლოგია) გულისხმობს ორი სილიკონის ვაფლის შეერთებას და შემდეგ ერთ-ერთი მათგანის გათხელებას მექანიკური დაფქვისა და ქიმიური გრავირების გზით SOI სტრუქტურის შესაქმნელად. ბირთვი მდგომარეობს შეერთებასა და გათხელებაში.
Smart Cut (ინტელექტუალური აქერცვლის ტექნოლოგია) წყალბადის იონების ინექციის გზით წარმოქმნის აქერცვლის ფენას. შეწებების შემდეგ, თერმული დამუშავება ხორციელდება სილიციუმის ვაფლის აქერცვლის მიზნით წყალბადის იონების ფენის გასწვრივ, რაც წარმოქმნის ულტრათხელ სილიციუმის ფენას. ბირთვი დამზადებულია წყალბადის ინექციით გაწმენდილი ზედაპირისგან.
ამჟამად, არსებობს კიდევ ერთი ტექნოლოგია, რომელიც ცნობილია როგორც SIMBOND (ჟანგბადის ინექციის შემაკავშირებელი ტექნოლოგია), რომელიც შეიმუშავა Xinao-მ. სინამდვილეში, ეს არის გზა, რომელიც აერთიანებს ჟანგბადის ინექციის იზოლაციისა და შემაკავშირებელი ტექნოლოგიებს. ამ ტექნიკურ გზაში, ინექციური ჟანგბადი გამოიყენება გათხელების ბარიერულ ფენად, ხოლო თავად დამარხული ჟანგბადის ფენა არის თერმული დაჟანგვის ფენა. ამრიგად, ის ერთდროულად აუმჯობესებს ისეთ პარამეტრებს, როგორიცაა ზედა სილიციუმის ერთგვაროვნება და დამარხული ჟანგბადის ფენის ხარისხი.
სხვადასხვა ტექნიკური გზით წარმოებულ SOI სილიკონის ვაფლებს აქვთ განსხვავებული შესრულების პარამეტრები და შესაფერისია სხვადასხვა გამოყენების სცენარისთვის.
ქვემოთ მოცემულია SOI სილიკონის ვაფლების ძირითადი უპირატესობების შემაჯამებელი ცხრილი, მათი ტექნიკური მახასიათებლებისა და ფაქტობრივი გამოყენების სცენარების გათვალისწინებით. ტრადიციულ ნაყარ სილიკონთან შედარებით, SOI-ს მნიშვნელოვანი უპირატესობები აქვს სიჩქარისა და ენერგომოხმარების ბალანსში. (შენიშვნა: 22 ნმ FD-SOI-ის მუშაობა ახლოსაა FinFET-ის მუშაობასთან და ღირებულება 30%-ით შემცირებულია.)
| შესრულების უპირატესობა | ტექნიკური პრინციპი | სპეციფიკური გამოვლინება | ტიპიური გამოყენების სცენარები |
| დაბალი პარაზიტული ტევადობა | საიზოლაციო ფენა (BOX) ბლოკავს მოწყობილობასა და სუბსტრატს შორის მუხტის შეერთებას | გადართვის სიჩქარე გაიზარდა 15%-30%-ით, ენერგომოხმარება შემცირდა 20%-50%-ით | 5G RF, მაღალი სიხშირის საკომუნიკაციო ჩიპები |
| შემცირებული გაჟონვის დენი | საიზოლაციო ფენა თრგუნავს გაჟონვის დენის გზებს | გაჟონვის დენი შემცირებულია >90%-ით, ახანგრძლივებს ბატარეის ხანგრძლივობას | IoT მოწყობილობები, ტარებადი ელექტრონიკა |
| გაძლიერებული რადიაციული სიმტკიცე | საიზოლაციო ფენა ბლოკავს რადიაციით გამოწვეულ მუხტის დაგროვებას | რადიაციული ტოლერანტობა გაუმჯობესდა 3-5-ჯერ, შემცირდა ერთჯერადი მოვლენების შედეგად გამოწვეული დარღვევები | კოსმოსური ხომალდები, ბირთვული ინდუსტრიის აღჭურვილობა |
| მოკლე არხის ეფექტის კონტროლი | თხელი სილიკონის ფენა ამცირებს ელექტრული ველის ჩარევას დრენაჟსა და წყაროს შორის | გაუმჯობესებული ზღურბლის ძაბვის სტაბილურობა, ოპტიმიზებული ქვეზღურბლის დახრილობა | მოწინავე კვანძის ლოგიკური ჩიპები (<14 ნმ) |
| გაუმჯობესებული თერმული მართვა | საიზოლაციო ფენა ამცირებს თერმული კონდუქტომეტრულ შეერთებას | 30%-ით ნაკლები სითბოს დაგროვება, 15-25°C-ით დაბალი სამუშაო ტემპერატურა | 3D ინტეგრირებული სქემები, ავტომობილის ელექტრონიკა |
| მაღალი სიხშირის ოპტიმიზაცია | შემცირებული პარაზიტული ტევადობა და გაძლიერებული მატარებლების მობილურობა | 20%-ით ნაკლები დაყოვნება, მხარს უჭერს >30 გჰც სიგნალის დამუშავებას | mmWave კომუნიკაცია, სატელიტური კომუნიკაციის ჩიპები |
| გაზრდილი დიზაინის მოქნილობა | არ საჭიროებს ჭაბურღილის დოპირებას, მხარს უჭერს უკუ-მიკერძოებას | 13%-20%-ით ნაკლები პროცესის ეტაპები, 40%-ით მაღალი ინტეგრაციის სიმჭიდროვე | შერეული სიგნალის ინტეგრირებული სქემები, სენსორები |
| შემაკავებელი იმუნიტეტი | საიზოლაციო ფენა იზოლირებს პარაზიტულ PN შეერთებებს | ჩამკეტის დენის ზღვარი გაიზარდა >100mA-მდე | მაღალი ძაბვის დენის მოწყობილობები |
შეჯამებისთვის, SOI-ს მთავარი უპირატესობებია: ის სწრაფად მუშაობს და უფრო ენერგოეფექტურია.
SOI-ის ამ მახასიათებლების გამო, მას ფართო გამოყენება აქვს იმ სფეროებში, რომლებიც მოითხოვს შესანიშნავ სიხშირულ მაჩვენებლებს და ენერგომოხმარების მაჩვენებლებს.
როგორც ქვემოთ არის ნაჩვენები, SOI-სთან შესაბამისი გამოყენების სფეროების პროპორციის საფუძველზე, ჩანს, რომ რადიოსიხშირული და ენერგომომარაგების მოწყობილობები SOI ბაზრის დიდ უმრავლესობას შეადგენს.
| გამოყენების სფერო | ბაზრის წილი |
| RF-SOI (რადიო სიხშირე) | 45% |
| სიმძლავრე SOI | 30% |
| FD-SOI (სრულად ამოწურული) | 15% |
| ოპტიკური SOI | 8% |
| სენსორის SOI | 2% |
ისეთი ბაზრების ზრდასთან ერთად, როგორიცაა მობილური კომუნიკაცია და ავტონომიური მართვა, მოსალოდნელია, რომ SOI სილიკონის ვაფლებიც შეინარჩუნებენ გარკვეული ზრდის ტემპს.
XKH, როგორც სილიკონ-იზოლატორზე (SOI) ვაფლის ტექნოლოგიის წამყვანი ინოვატორი, გთავაზობთ SOI-ის ყოვლისმომცველ გადაწყვეტილებებს, კვლევისა და განვითარების ჩათვლით, მოცულობით წარმოებამდე, ინდუსტრიის წამყვანი წარმოების პროცესების გამოყენებით. ჩვენი სრული პორტფოლიო მოიცავს 200 მმ/300 მმ SOI ვაფლებს, რომლებიც მოიცავს RF-SOI, Power-SOI და FD-SOI ვარიანტებს, მკაცრი ხარისხის კონტროლით, რაც უზრუნველყოფს განსაკუთრებულ შესრულების თანმიმდევრულობას (სისქის ერთგვაროვნება ±1.5%-ის ფარგლებში). ჩვენ გთავაზობთ მორგებულ გადაწყვეტილებებს დამარხული ოქსიდის (BOX) ფენის სისქით 50 ნმ-დან 1.5 მკმ-მდე და სხვადასხვა წინაღობის სპეციფიკაციებით, კონკრეტული მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. 15 წლიანი ტექნიკური ექსპერტიზისა და ძლიერი გლობალური მიწოდების ჯაჭვის გამოყენებით, ჩვენ საიმედოდ ვაწვდით მაღალი ხარისხის SOI სუბსტრატის მასალებს მსოფლიოს წამყვანი ნახევარგამტარების მწარმოებლებს, რაც საშუალებას გვაძლევს, დანერგოთ უახლესი ჩიპური ინოვაციები 5G კომუნიკაციებში, საავტომობილო ელექტრონიკასა და ხელოვნური ინტელექტის აპლიკაციებში.
XKH's SOI ვაფლები:
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 24 აპრილი