SOI (Silicon-On-Insulator) хавтанцарТусгаарлагч ислийн давхаргын дээр үүссэн хэт нимгэн цахиурын давхарга бүхий тусгай хагас дамжуулагч материалыг төлөөлдөг. Энэхүү өвөрмөц сэндвич бүтэц нь хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг.
Бүтцийн найрлага:
Төхөөрөмжийн давхарга (Дээд цахиур):
Хэд хэдэн нанометрээс микрометр хүртэлх зузаан нь транзистор үйлдвэрлэхэд идэвхтэй давхарга болдог.
Булсан ислийн давхарга (хайрцаг):
Төхөөрөмжийн давхаргыг субстратаас цахилгаанаар тусгаарладаг цахиурын давхар ислийн тусгаарлагч давхарга (0.05-15μм зузаан).
Үндсэн субстрат:
Бөөн цахиур (100-500μм зузаан) механик дэмжлэг үзүүлдэг.
Бэлтгэх үйл явцын технологийн дагуу SOI цахиур хавтангийн үндсэн үйл явцын маршрутыг SIMOX (хүчилтөрөгч шахах тусгаарлах технологи), BESOI (холбох сийрэгжүүлэх технологи), Smart Cut (ухаалаг хөрс хуулалтын технологи) гэж ангилж болно.
SIMOX (Хүчилтөрөгч шахах тусгаарлах технологи) нь цахиурын ялтсанд өндөр энергитэй хүчилтөрөгчийн ионуудыг шахаж, цахиурын давхар ислийн давхарга үүсгэн, дараа нь торны согогийг засахын тулд өндөр температурт зөөлрүүлдэг техник юм. Гол хэсэг нь хүчилтөрөгчийг ионы шууд шахах замаар булсан давхаргын хүчилтөрөгч үүсгэдэг.
BESOI (Bonding Thinning технологи) нь хоёр цахиур хавтанг холбож, нэгийг нь механик нунтаглах, химийн сийлбэрээр сийрэгжүүлэн SOI бүтэц үүсгэдэг. Гол нь холбох, сийрэгжүүлэхэд оршдог.
Smart Cut (Ухаалаг гуужуулагч технологи) нь устөрөгчийн ионыг шахах замаар гуужуулагч давхарга үүсгэдэг. Холболтын дараа устөрөгчийн ионы давхаргын дагуу цахиурын хальсыг гуужуулж, хэт нимгэн цахиурын давхарга үүсгэдэг дулааны боловсруулалт хийдэг. Гол нь устөрөгчийн тарилгын хөрс хуулалт юм.
Одоогийн байдлаар Синаогийн бүтээсэн SIMBOND (хүчилтөрөгчийн шахалтын технологи) гэж нэрлэгддэг өөр нэг технологи бий. Үнэн хэрэгтээ энэ нь хүчилтөрөгчийн тарилгын тусгаарлалт, холбох технологийг хослуулсан зам юм. Техникийн энэ замд тарьсан хүчилтөрөгчийг сийрэгжүүлэх хамгаалалтын давхарга болгон ашигладаг бөгөөд бодит булсан хүчилтөрөгчийн давхарга нь дулааны исэлдэлтийн давхарга юм. Тиймээс дээд цахиурын жигд байдал, булсан хүчилтөрөгчийн давхаргын чанар зэрэг үзүүлэлтүүдийг нэгэн зэрэг сайжруулдаг.
Техникийн өөр өөр аргаар үйлдвэрлэсэн SOI цахиур хавтан нь гүйцэтгэлийн өөр өөр параметртэй бөгөөд өөр өөр хувилбаруудад тохиромжтой.
Доорх нь SOI цахиур ялтсуудын үндсэн гүйцэтгэлийн давуу талуудын хураангуй хүснэгт бөгөөд тэдгээрийн техникийн шинж чанар, бодит хэрэглээний хувилбаруудтай хослуулсан болно. Уламжлалт задгай цахиуртай харьцуулахад SOI нь хурд болон эрчим хүчний хэрэглээний тэнцвэрт байдалд ихээхэн давуу талтай байдаг. (Жич: 22нм FD-SOI-ийн гүйцэтгэл нь FinFET-тэй ойролцоо бөгөөд өртөг нь 30%-иар буурсан.)
| Гүйцэтгэлийн давуу тал | Техникийн зарчим | Тодорхой илрэл | Хэрэглээний ердийн хувилбарууд |
| Паразитийн багтаамж бага | Тусгаарлагч давхарга (BOX) нь төхөөрөмж ба субстрат хоорондын цэнэгийн холболтыг блоклодог | Сэлгэх хурд 15%-30%-иар нэмэгдэж, цахилгаан зарцуулалт 20%-50%-иар буурсан | 5G RF, Өндөр давтамжийн холбооны чип |
| Гүйдэл багассан | Тусгаарлагч давхарга нь урсгалын урсгалыг дардаг | Нэвчилтийн гүйдлийг >90%-иар бууруулж, батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгасан | IoT төхөөрөмжүүд, Зүүж болох электрон хэрэгсэл |
| Сайжруулсан цацрагийн хатуулаг | Тусгаарлагч давхарга нь цацрагаас үүдэлтэй цэнэгийн хуримтлалыг блоклодог | Цацрагийн тэсвэрлэх чадвар 3-5 дахин сайжирч, нэг удаагийн эвдрэл багассан | Сансрын хөлөг, Цөмийн үйлдвэрийн тоног төхөөрөмж |
| Богино сувгийн нөлөөний хяналт | Нимгэн цахиурын давхарга нь ус зайлуулах суваг болон эх үүсвэрийн хоорондох цахилгаан талбайн хөндлөнгийн оролцоог бууруулдаг | Босго хүчдэлийн тогтвортой байдлыг сайжруулж, босго доогуур налууг оновчтой болгосон | Нарийвчилсан зангилааны логик чипүүд (<14нм) |
| Дулааны менежментийг сайжруулсан | Тусгаарлагч давхарга нь дулаан дамжуулалтыг бууруулдаг | Дулааны хуримтлал 30%, ажлын температур 15-25°С бага байна | 3D IC, Автомашины электроник |
| Өндөр давтамжийн оновчлол | Шимэгчийн багтаамжийг бууруулж, зөөвөрлөгчийн хөдөлгөөнийг сайжруулсан | 20% бага саатал, >30GHz дохионы боловсруулалтыг дэмждэг | mmWave холбоо, Хиймэл дагуулын холбооны чип |
| Дизайн уян хатан байдлыг нэмэгдүүлсэн | Сайн допинг шаардлагагүй, нурууг нь хазайлгахыг дэмждэг | 13%-20% бага үйл явцын үе шат, 40% илүү интеграцийн нягтрал | Холимог дохионы IC, мэдрэгч |
| Хамгаалалтын дархлаа | Тусгаарлагч давхарга нь шимэгчийн PN уулзваруудыг тусгаарладаг | Түгжээний гүйдлийн босго >100мА хүртэл нэмэгдсэн | Өндөр хүчдэлийн төхөөрөмжүүд |
Дүгнэж хэлэхэд, SOI-ийн гол давуу талууд нь: энэ нь хурдан ажилладаг бөгөөд эрчим хүчний хэмнэлттэй байдаг.
SOI-ийн гүйцэтгэлийн эдгээр шинж чанаруудын улмаас энэ нь маш сайн давтамжийн гүйцэтгэл, эрчим хүчний хэрэглээний гүйцэтгэлийг шаарддаг салбарт өргөн хэрэглэгддэг.
Доор үзүүлсэнчлэн SOI-д тохирох хэрэглээний талбаруудын эзлэх хувь дээр үндэслэн RF болон цахилгаан төхөөрөмжүүд нь SOI зах зээлийн дийлэнх хувийг эзэлж байгааг харж болно.
| Хэрэглээний талбар | Зах зээлийн хувь |
| RF-SOI (Радио давтамж) | 45% |
| Эрчим хүчний SOI | 30% |
| FD-SOI (Бүрэн шавхагдсан) | 15% |
| Оптик SOI | 8% |
| Мэдрэгч SOI | 2% |
Хөдөлгөөнт холбоо, бие даасан жолоодлого зэрэг зах зээлийн өсөлтийг дагаад SOI цахиур хавтан нь тодорхой өсөлтийн хурдыг хадгалах төлөвтэй байна.
XKH нь Silicon-On-Insulator (SOI) хавтангийн технологийн тэргүүлэгч шинийг санаачлагчийн хувьд салбартаа тэргүүлэгч үйлдвэрлэлийн процессуудыг ашиглан R&D-ээс эзлэхүүн үйлдвэрлэл хүртэлх SOI-ийн цогц шийдлүүдийг хүргэдэг. Манай иж бүрэн багцад RF-SOI, Power-SOI болон FD-SOI хувилбаруудыг хамарсан 200мм/300мм SOI хавтан багтсан бөгөөд чанарын хатуу хяналт нь гүйцэтгэлийн онцгой тогтвортой байдлыг (±1.5% дотор зузаан нь жигд) хангадаг. Бид тусгай шаардлагад нийцүүлэн 50 нм-ээс 1.5 μм хүртэлх зузаантай оксидын (BOX) давхаргын зузаан, янз бүрийн эсэргүүцлийн үзүүлэлтүүдийг санал болгож байна. 15 жилийн техникийн туршлага, дэлхийн хүчирхэг нийлүүлэлтийн сүлжээг ашиглан бид дэлхийн шилдэг хагас дамжуулагч үйлдвэрлэгчдэд өндөр чанарын SOI субстратын материалыг найдвартай хангаж, 5G харилцаа холбоо, автомашины электроник, хиймэл оюун ухааны хэрэглээнд хамгийн сүүлийн үеийн чип шинэчлэлтийг бий болгож байна.
XKH's SOI вафель:
Шуудангийн цаг: 2025-04-24