SOI (Silikon-Üzerinde-Yalıtkan) gofretleryalıtım oksit tabakasının üstünde oluşturulmuş ultra ince bir silikon tabakasına sahip özel bir yarı iletken malzemeyi temsil eder. Bu benzersiz sandviç yapı, yarı iletken cihazlar için önemli performans iyileştirmeleri sağlar.
Yapısal Kompozisyon:
Cihaz Katmanı (Üst Silikon):
Kalınlığı birkaç nanometreden mikrometreye kadar değişen, transistör üretiminde aktif katman görevi gören malzeme.
Gömülü Oksit Tabakası (BOX):
Cihaz katmanını alt tabakadan elektriksel olarak izole eden bir silikon dioksit yalıtım katmanı (0,05-15μm kalınlığında).
Taban Alt Tabakası:
Mekanik destek sağlayan dökme silikon (100-500μm kalınlığında).
Hazırlanma proses teknolojisine göre, SOI silikon yongaların ana proses yolları şu şekilde sınıflandırılabilir: SIMOX (oksijen enjeksiyon izolasyon teknolojisi), BESOI (bağ inceltme teknolojisi) ve Smart Cut (akıllı sıyırma teknolojisi).
SIMOX (Oksijen enjeksiyon izolasyon teknolojisi), silikon gofretlere yüksek enerjili oksijen iyonları enjekte ederek silikon dioksit gömülü bir katman oluşturan ve ardından kafes kusurlarını onarmak için yüksek sıcaklıkta tavlamaya tabi tutulan bir tekniktir. Çekirdek, gömülü katman oksijeni oluşturmak için doğrudan iyon oksijen enjeksiyonudur.
BESOI (Bonding Thinning teknolojisi), iki silikon gofretin birbirine bağlanmasını ve ardından mekanik taşlama ve kimyasal aşındırma yoluyla birinin inceltilerek bir SOI yapısı oluşturulmasını içerir. Özünde bağlama ve inceltme yatar.
Smart Cut (Akıllı Eksfoliasyon teknolojisi), hidrojen iyon enjeksiyonu yoluyla bir eksfoliasyon tabakası oluşturur. Bağlamadan sonra, silikon gofreti hidrojen iyon tabakası boyunca eksfoliasyona uğratmak için ısıl işlem gerçekleştirilir ve ultra ince bir silikon tabakası oluşturulur. Çekirdek, hidrojen enjeksiyonu soyma işlemidir.
Şu anda, Xinao tarafından geliştirilen SIMBOND (oksijen enjeksiyonu bağlama teknolojisi) olarak bilinen başka bir teknoloji var. Aslında, oksijen enjeksiyonu izolasyonu ve bağlama teknolojilerini birleştiren bir yoldur. Bu teknik yolda, enjekte edilen oksijen inceltici bir bariyer tabakası olarak kullanılır ve gerçek gömülü oksijen tabakası bir termal oksidasyon tabakasıdır. Bu nedenle, üst silikonun düzgünlüğü ve gömülü oksijen tabakasının kalitesi gibi parametreleri aynı anda iyileştirir.
Farklı teknik yollarla üretilen SOI silikon gofretler farklı performans parametrelerine sahip olup, farklı uygulama senaryoları için uygundur.
Aşağıda, teknik özellikleri ve gerçek uygulama senaryolarıyla birleştirilmiş SOI silikon gofretlerinin temel performans avantajlarının özet tablosu yer almaktadır. Geleneksel toplu silikonla karşılaştırıldığında, SOI hız ve güç tüketimi dengesinde önemli avantajlara sahiptir. (PS: 22nm FD-SOI'nin performansı FinFET'in performansına yakındır ve maliyeti %30 oranında azaltılmıştır.)
| Performans Avantajı | Teknik İlke | Belirli Tezahür | Tipik Uygulama Senaryoları |
| Düşük Parazitik Kapasite | Yalıtım katmanı (BOX), cihaz ile alt tabaka arasındaki yük bağlantısını engeller | Anahtarlama hızı %15-30 oranında artırıldı, güç tüketimi %20-50 oranında azaltıldı | 5G RF, Yüksek frekanslı iletişim çipleri |
| Azaltılmış Kaçak Akım | Yalıtım tabakası kaçak akım yollarını bastırır | Kaçak akım %90'dan fazla azaltıldı, pil ömrü uzatıldı | IoT cihazları, Giyilebilir elektronikler |
| Geliştirilmiş Radyasyon Sertliği | Yalıtım tabakası radyasyon kaynaklı yük birikimini engeller | Radyasyon toleransı 3-5 kat arttı, tek olaylı bozulmalar azaldı | Uzay aracı, Nükleer endüstri ekipmanları |
| Kısa Kanal Etki Kontrolü | İnce silikon tabakası, drenaj ve kaynak arasındaki elektrik alanı girişimini azaltır | Geliştirilmiş eşik voltajı kararlılığı, optimize edilmiş eşik altı eğim | Gelişmiş düğüm mantık yongaları (<14nm) |
| Gelişmiş Termal Yönetim | Yalıtım tabakası ısı iletimi bağlantısını azaltır | %30 daha az ısı birikimi, 15-25°C daha düşük çalışma sıcaklığı | 3D IC'ler, Otomotiv elektroniği |
| Yüksek Frekans Optimizasyonu | Azaltılmış parazitik kapasitans ve geliştirilmiş taşıyıcı hareketliliği | %20 daha düşük gecikme, >30GHz sinyal işlemeyi destekler | mmWave iletişimi, Uydu iletişim çipleri |
| Arttırılmış Tasarım Esnekliği | Kuyu dopingi gerekmez, arka önyargıyı destekler | %13-20 daha az işlem adımı, %40 daha yüksek entegrasyon yoğunluğu | Karma sinyalli IC'ler, Sensörler |
| Kilitlenme Bağışıklığı | Yalıtım tabakası parazitik PN bağlantılarını izole eder | Mandal akımı eşiği >100mA'ya yükseltildi | Yüksek voltajlı güç cihazları |
Özetle SOI’nin başlıca avantajları şunlardır: hızlı çalışır ve daha az enerji tüketir.
SOI'nin bu performans özellikleri nedeniyle, mükemmel frekans performansı ve güç tüketim performansı gerektiren alanlarda geniş uygulama alanları bulunmaktadır.
Aşağıda görüldüğü üzere, SOI'ye karşılık gelen uygulama alanlarının oranına bakıldığında, RF ve güç cihazlarının SOI pazarının büyük çoğunluğunu oluşturduğu görülmektedir.
| Uygulama Alanı | Pazar Payı |
| RF-SOI (Radyo Frekansı) | %45 |
| Güç SOI | %30 |
| FD-SOI (Tamamen Tükenmiş) | %15 |
| Optik SOI | 8% |
| Sensör SOI | 2% |
Mobil iletişim ve otonom sürüş gibi pazarların büyümesiyle birlikte SOI silikon wafer'ların da belirli bir büyüme hızını koruması bekleniyor.
Silicon-On-Insulator (SOI) yonga teknolojisinde lider bir yenilikçi olan XKH, Ar-Ge'den seri üretime kadar kapsamlı SOI çözümleri sunar ve sektör lideri üretim süreçlerini kullanır. Tam portföyümüz, RF-SOI, Power-SOI ve FD-SOI varyantlarını kapsayan 200 mm/300 mm SOI yongalarını içerir ve sıkı kalite kontrolü olağanüstü performans tutarlılığı (±%1,5 içinde kalınlık tekdüzeliği) sağlar. 50 nm ile 1,5 μm arasında değişen gömülü oksit (BOX) katman kalınlığı ve belirli gereksinimleri karşılamak için çeşitli özdirenç özellikleriyle özelleştirilmiş çözümler sunuyoruz. 15 yıllık teknik uzmanlıktan ve güçlü bir küresel tedarik zincirinden yararlanarak, dünya çapındaki en üst düzey yarı iletken üreticilerine güvenilir bir şekilde yüksek kaliteli SOI alt tabaka malzemeleri sağlıyor ve 5G iletişimlerinde, otomotiv elektroniğinde ve yapay zeka uygulamalarında son teknoloji çip yeniliklerini mümkün kılıyoruz.
XKH's SOI gofretleri:
Gönderi zamanı: 24-Nis-2025