Le flux de processus de la plaque SOI (Silicon On Insulator).
April 21, 2025
Le flux de processus de la plaque SOI (Silicon On Insulator).
Plaquettes SOI (Silicon sur isolant)est un matériau semi-conducteur qui forme une couche de silicium ultra-mince sur une couche isolante grâce à un processus spécial.
LeDépartement de l'économiela gaufre se compose de trois couches:
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Le silicium supérieur (couche du dispositif): L'épaisseur varie de dizaines de nanomètres à plusieurs micromètres, utilisée pour la fabrication de transistors et d'autres dispositifs.
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Oxyde enfoui (BOX): La couche isolante moyenne de dioxyde de silicium (épaisseur d'environ 0,05 à 15 μm) isole la couche du dispositif du substrat, réduisant les effets parasitaires.
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Substrate de silicium: La couche de silicium inférieure (épaisseur 100-500 μm) fournit un support mécanique.
Selon la technologie du procédé de fabrication, les principales voies de procédé des plaquettes SOI peuvent être classées en: SIMOX (séparation par implantation d'oxygène), BESOI (liage et gravure de SOI),et Smart Cut (technologie de séparation intelligente).
SIMOX (séparation par implantation d'oxygène) consiste à implanter des ions d'oxygène à haute énergie dans une plaque de silicium pour former une couche de dioxyde de silicium enfouie,suivie d'un recuit à haute température pour réparer les défauts du réseauLe noyau de ce processus est l'implantation directe d'ions d'oxygène pour former la couche d'oxyde enterrée.
BESOI (Liage et gravure de SOILe procédé consiste à coller deux plaquettes de silicium, puis à diluer l'une d'elles par broyage mécanique et gravure chimique pour former la structure de l'SOI.
La technologie Smart Cut implique l'implantation d'ions hydrogène pour former une couche de séparation.résultant en une couche de silicium ultra-minceLe cœur de ce processus est l'implantation et la séparation de l'hydrogène.
Actuellement, il existe une autre technologie appelée SIMBOND (Oxygen Implantation Bonding Technology), développée par Soitec.Cette technologie est essentiellement un processus qui combine à la fois l' isolation d'implantation d'oxygène et les techniques de liaisonDans ce processus, l'oxygène implanté sert de barrière d'amincissement, tandis que la couche d'oxyde enterrée est une couche d'oxyde cultivée thermiquement.Il améliore simultanément des paramètres tels que l'uniformité du silicium supérieur et la qualité de la couche d'oxyde enterrée..
Les plaquettes SOI fabriquées selon des méthodes technologiques différentes présentent des paramètres de performance différents, ce qui les rend adaptées à divers scénarios d'application.
| Technologie | Plage d'épaisseur de la couche supérieure | Épaisseur de la couche d'oxyde enterrée | Uniformité (±) | Coût | Domaines d'application |
| SIMOX | 0.5-20um | 0.3-4m | 0.5 millions | Moyen-haute | Appareils électriques, circuits modèle |
| BESOI | 1 à 200 mm | 0.3-4um | 250 nm | Faible | Électronique automobile, photonics |
| Coupe intelligente | 0.075-1.5um | 0.05-3um | 12.5 nm | Moyenne | Fréquence 5G, puces à ondes millimétriques |
| - Je vous en prie. | 0.075-3um | 0.05-3um | 12.5 nm | Très haut | Appareils haut de gamme, filtres |
Voici un tableau de synthèse des principaux avantages de performance des plaquettes SOI, combinant leurs caractéristiques techniques et les scénarios d'application pratiques.L'ISP offre des avantages significatifs dans le rapport vitesse/consommation de puissance. (PS: Les performances de 22nm FD-SOI sont proches de FinFET, avec une réduction de 30% des coûts.)
| Avantages en matière de performance | Route technologique | Performance spécifique | Domaines d'application typiques |
| Faible consommation électrique | Isolement par oxyde enfoui (BOX) | En fonctionnement à 15% à 30%, consommation d'énergie à 20% à 50% | Stations de base 5G, circuits intégrés à grande vitesse |
| Voltage de rupture élevé | Appareil à haute tension de rupture | Voltage de rupture élevé, jusqu'à 90% ou plus, durée de vie prolongée | Modules d'alimentation, appareils haute tension |
| Conductivité thermique élevée | Appareil à haute conductivité thermique | Résistance thermique 3 à 5 fois inférieure, résistance thermique réduite | Dispositifs de dissipation de chaleur, puces haute performance |
| Compatibilité électromagnétique élevée | Dispositif à haute compatibilité électromagnétique | Résistant aux interférences électromagnétiques extérieures | Appareils électroniques sensibles aux interférences électromagnétiques |
| Résistance aux températures élevées | Résistance aux températures élevées | Résistance thermique supérieure à 30%, température de travail de 15 à 25 °C | Processeur de 14 nm, lumières LED, systèmes d'alimentation |
| Une excellente souplesse de conception | Une excellente souplesse de conception | Aucun processus d'assemblage supplémentaire, réduit la complexité | Dispositifs de haute précision, capteurs de puissance |
| Excellentes performances électriques | Excellentes performances électriques | Performance électrique atteint 100mA | Véhicules électriques, cellules solaires |
Pour résumer simplement et sans ambages, les principaux avantages du SOI sont les suivants: il fonctionne plus rapidement et consomme moins d'énergie.Les SOI ont un large éventail d'applications dans des domaines qui nécessitent d'excellentes performances de fréquence et de consommation d'énergie.Comme indiqué ci-dessous, sur la base de la part de marché des IST dans divers domaines d'application, les appareils RF et de puissance représentent la grande majorité du marché des IST.
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