Что такое СОИ?

SOI, сокращение от «кремний на изоляторе», представляет собой процесс производства полупроводников, основанный на специальных материалах подложки. С момента индустриализации в 1980-х годах эта технология стала важной отраслью передовых процессов производства полупроводников. Процесс SOI, отличающийся своей уникальной трехслойной композитной структурой, существенно отличается от традиционного процесса производства объемного кремния.

Состоит из слоя монокристаллического кремния, изолирующего слоя диоксида кремния (также известного как слой скрытого оксида, BOX) и кремниевой подложки.SOI пластинасоздает независимую и стабильную электрическую среду. Каждый слой выполняет отдельную, но взаимодополняющую роль в обеспечении производительности и надежности пластины:

1. Верхний слой устройства из монокристаллического кремния, который обычно имеет толщину от 5 нм до 2 мкм, служит центральной областью для создания активных устройств, таких как транзисторы. Его сверхтонкость является основой для повышения производительности и миниатюризации устройства.

2. Основная функция среднего оксидного слоя – электрическая изоляция. Слой BOX эффективно блокирует электрические соединения между слоем устройства и подложкой ниже, используя механизмы физической и химической изоляции, его толщина обычно составляет от 5 нм до 2 мкм.

3. Что касается нижней кремниевой подложки, ее основной функцией является обеспечение структурной прочности и устойчивой механической поддержки, что является решающим фактором надежности пластины во время производства и последующего использования. Что касается толщины, она обычно находится в диапазоне от 200 до 700 мкм.

Преимущества пластины SOI

1. Низкое энергопотребление

Наличие изоляционного слоя вSOI пластиныуменьшает ток утечки и емкость, способствуя снижению статического и динамического энергопотребления устройства.

2.Радиационная стойкость

Изоляционный слой в пластинах КНИ может эффективно защищать космические лучи и электромагнитные помехи, избегая воздействия экстремальных условий окружающей среды на стабильность устройства, что позволяет ему стабильно работать в специальных областях, таких как аэрокосмическая и атомная промышленность.

3. Отличные высокочастотные характеристики

Конструкция изолирующего слоя значительно снижает нежелательные паразитные эффекты, возникающие при взаимодействии устройства с подложкой. Уменьшение паразитной емкости снижает задержку устройств SOI при обработке высокочастотных сигналов (например, при связи 5G), тем самым повышая эффективность работы.

4. Гибкость дизайна

Подложка КНИ обладает собственной диэлектрической изоляцией, устраняющей необходимость в легированной изоляции канавок, что упрощает производственный процесс и повышает выход продукции.

Применение технологии КНИ

1. Сектор бытовой электроники: RF-модули для смартфонов (например, фильтры 5G).

2. Область автомобильной электроники: радарный чип автомобильного класса.

3. Аэрокосмическая отрасль: оборудование спутниковой связи.

4. Область медицинского оборудования: имплантируемые медицинские датчики, чипы мониторинга с низким энергопотреблением.