Mga wafer ng SOI (Silicon-On-Insulator).kumakatawan sa isang espesyal na materyal na semiconductor na nagtatampok ng ultra-manipis na layer ng silikon na nabuo sa ibabaw ng isang insulating oxide layer. Ang natatanging istraktura ng sandwich na ito ay naghahatid ng mga makabuluhang pagpapahusay sa pagganap para sa mga semiconductor device.
Structural na Komposisyon:
Layer ng Device (Nangungunang Silicon):
Ang kapal ay mula sa ilang nanometer hanggang micrometer, na nagsisilbing aktibong layer para sa paggawa ng transistor.
Nakabaon na Oxide Layer (BOX):
Isang silicon dioxide insulating layer (0.05-15μm ang kapal) na elektrikal na naghihiwalay sa layer ng device mula sa substrate.
Base Substrate:
Bulk na silicon (100-500μm ang kapal) na nagbibigay ng mekanikal na suporta.
Ayon sa teknolohiya ng proseso ng paghahanda, ang mga pangunahing ruta ng proseso ng SOI silicon wafers ay maaaring uriin bilang: SIMOX (teknolohiya ng paghihiwalay ng oxygen injection), BESOI (teknolohiya ng pagnipis ng bonding), at Smart Cut (teknolohiya ng matalinong pagtatalop).
Ang SIMOX (Oxygen injection isolation technology) ay isang pamamaraan na nagsasangkot ng pag-inject ng high-energy oxygen ions sa mga wafer ng silicon upang bumuo ng silicon dioxide na naka-embed na layer, na pagkatapos ay sasailalim sa high-temperature annealing upang ayusin ang mga depekto ng lattice. Ang core ay direktang ion oxygen injection upang bumuo ng buried layer oxygen.
Ang BESOI (Bonding Thinning technology) ay nagsasangkot ng pagbubuklod ng dalawang silicon na wafer at pagkatapos ay pagpapanipis ng isa sa mga ito sa pamamagitan ng mekanikal na paggiling at kemikal na pag-ukit upang bumuo ng isang istraktura ng SOI. Ang core ay nakasalalay sa pagbubuklod at pagnipis.
Ang Smart Cut (Intelligent Exfoliation technology) ay bumubuo ng exfoliation layer sa pamamagitan ng hydrogen ion injection. Pagkatapos ng pagbubuklod, isinasagawa ang heat treatment upang ma-exfoliate ang silicon wafer sa kahabaan ng hydrogen ion layer, na bumubuo ng ultra-thin silicon layer. Ang core ay hydrogen injection stripping.
Sa kasalukuyan, may isa pang teknolohiya na kilala bilang SIMBOND (oxygen injection bonding technology), na binuo ng Xinao. Sa katunayan, ito ay isang ruta na pinagsasama ang oxygen injection isolation at bonding technologies. Sa teknikal na rutang ito, ang injected oxygen ay ginagamit bilang thinning barrier layer, at ang aktwal na buried oxygen layer ay isang thermal oxidation layer. Samakatuwid, sabay na pinapabuti nito ang mga parameter tulad ng pagkakapareho ng tuktok na silikon at ang kalidad ng nakabaon na layer ng oxygen.
Ang mga wafer ng SOI na silicon na ginawa ng iba't ibang mga teknikal na ruta ay may iba't ibang mga parameter ng pagganap at angkop para sa iba't ibang mga sitwasyon ng aplikasyon.
Ang sumusunod ay isang talahanayan ng buod ng mga pangunahing bentahe ng pagganap ng SOI silicon wafers, kasama ng kanilang mga teknikal na tampok at aktwal na mga sitwasyon ng aplikasyon. Kung ikukumpara sa tradisyunal na bulk silicon, ang SOI ay may malaking pakinabang sa balanse ng bilis at pagkonsumo ng kuryente. (PS: Ang pagganap ng 22nm FD-SOI ay malapit sa pagganap ng FinFET, at ang gastos ay nababawasan ng 30%.)
| Kalamangan sa Pagganap | Teknikal na Prinsipyo | Tiyak na Pagpapakita | Mga Karaniwang Sitwasyon ng Application |
| Mababang Parasitic Capacitance | Hinaharangan ng insulating layer (BOX) ang pagkakabit ng singil sa pagitan ng device at substrate | Ang bilis ng paglipat ay tumaas ng 15%-30%, nabawasan ang pagkonsumo ng kuryente ng 20%-50% | 5G RF, High-frequency communication chips |
| Nabawasan ang Leakage Current | Pinipigilan ng insulating layer ang mga kasalukuyang daanan ng pagtagas | Ang kasalukuyang pagtagas ay nabawasan ng >90%, pinahaba ang buhay ng baterya | Mga IoT device, Nasusuot na electronics |
| Pinahusay na Katigasan ng Radiation | Hinaharangan ng insulating layer ang akumulasyon ng singil na dulot ng radiation | Ang pagpapahintulot sa radiation ay bumuti nang 3-5x, nabawasan ang mga single-event upsets | Sasakyang pangkalawakan, Kagamitan sa industriya ng nukleyar |
| Short-Channel Effect Control | Binabawasan ng manipis na layer ng silikon ang interference ng electric field sa pagitan ng drain at source | Pinahusay na katatagan ng boltahe ng threshold, na-optimize na slope ng subthreshold | Mga advanced na node logic chips (<14nm) |
| Pinahusay na Thermal Management | Ang insulating layer ay binabawasan ang thermal conduction coupling | 30% na mas mababa ang akumulasyon ng init, 15-25°C mas mababang operating temperatura | Mga 3D IC, Automotive electronics |
| High-Frequency Optimization | Nabawasan ang kapasidad ng parasitiko at pinahusay na kadaliang mapakilos ng carrier | 20% na mas mababang pagkaantala, sumusuporta sa >30GHz signal processing | komunikasyon ng mmWave, Satellite comm chips |
| Nadagdagang Flexibility ng Disenyo | Walang mahusay na doping na kinakailangan, sumusuporta sa back biasing | 13%-20% mas kaunting mga hakbang sa proseso, 40% mas mataas na integration density | Mga mixed-signal na IC, Mga Sensor |
| Latch-up Immunity | Ang insulating layer ay naghihiwalay ng mga parasitiko na PN junction | Ang kasalukuyang threshold ng latch-up ay tumaas sa >100mA | Mga device na may mataas na boltahe |
Sa kabuuan, ang mga pangunahing bentahe ng SOI ay: ito ay tumatakbo nang mabilis at mas matipid sa kuryente.
Dahil sa mga katangian ng pagganap ng SOI, mayroon itong malawak na mga aplikasyon sa mga larangan na nangangailangan ng mahusay na pagganap ng dalas at pagganap ng pagkonsumo ng kuryente.
Tulad ng ipinapakita sa ibaba, batay sa proporsyon ng mga patlang ng aplikasyon na naaayon sa SOI, makikita na ang RF at mga power device ang account para sa karamihan ng SOI market.
| Patlang ng Application | Bahagi ng Market |
| RF-SOI (Radio Frequency) | 45% |
| Power SOI | 30% |
| FD-SOI (Ganap na Naubos) | 15% |
| Optical SOI | 8% |
| Sensor SOI | 2% |
Sa paglago ng mga merkado tulad ng mobile na komunikasyon at autonomous na pagmamaneho, ang SOI silicon wafers ay inaasahan din na mapanatili ang isang tiyak na rate ng paglago.
Ang XKH, bilang isang nangungunang innovator sa Silicon-On-Insulator (SOI) wafer technology, ay naghahatid ng mga komprehensibong solusyon sa SOI mula sa R&D hanggang sa dami ng produksyon na gumagamit ng nangunguna sa industriya na mga proseso ng pagmamanupaktura. Kasama sa aming kumpletong portfolio ang 200mm/300mm SOI wafers na sumasaklaw sa mga variant ng RF-SOI, Power-SOI at FD-SOI, na may mahigpit na kontrol sa kalidad na tinitiyak ang pambihirang pagkakapare-pareho ng performance (pagkakapareho ng kapal sa loob ng ±1.5%). Nag-aalok kami ng mga customized na solusyon na may kapal ng layer ng buried oxide (BOX) mula 50nm hanggang 1.5μm at iba't ibang mga pagtutukoy ng resistivity upang matugunan ang mga partikular na kinakailangan. Gamit ang 15 taon ng teknikal na kadalubhasaan at isang matatag na pandaigdigang supply chain, mapagkakatiwalaan kaming nagbibigay ng mga de-kalidad na SOI substrate na materyales sa mga nangungunang tagagawa ng semiconductor sa buong mundo, na nagbibigay-daan sa mga makabagong inobasyon ng chip sa mga komunikasyong 5G, automotive electronics, at mga aplikasyon ng artificial intelligence.
XKH's SOI wafers:
Oras ng post: Abr-24-2025