Wafer SOI P Tipo N Tipo 6 pollici 8 pollici 12 pollici Vernice di superficie SSP/DSP

Wafer SOI P Tipo N Tipo 6 pollici 8 pollici 12 pollici Vernice di superficie SSP/DSP

Riassunto di wafer SOI

Il silicio su isolante (SOI) è una tecnologia avanzata di semiconduttori in cui un sottile strato isolante, in genere anidride carbonica (SiO2),è inserito tra il substrato di silicio e lo strato di silicio attivoQuesta struttura riduce significativamente la capacità parassitaria, migliora la velocità di commutazione, riduce il consumo di energia e migliora la resistenza alle radiazioni rispetto alla tecnologia tradizionale del silicio a sfero.

SOI sta per silicio su isolatore, o silicio su un substrato, che introduce uno strato di ossido sepolto tra lo strato superiore di silicio e il substrato sottostante.

Specifica dell'IOS

Struttura degli IST

I wafer SOI sono in genere costituiti da tre strati principali:

1.Lavoro di silicio superiore (Lavoro di dispositivo): Lo strato sottile di silicio in cui sono fabbricati i dispositivi semiconduttori, il cui spessore varia da pochi nanometri a decine di micrometri a seconda dell'applicazione.

2.Ossido sepolto (BOX): uno strato sottile di biossido di silicio (SiO2) che fornisce un isolamento elettrico, con uno spessore che varia da decine di nanometri a pochi micrometri.

3.Wafer a manica (substrato): uno strato di supporto meccanico, di solito fatto di silicio in massa o di altri materiali ad alte prestazioni.

Lo spessore degli strati superiori di silicio e di ossido sepolto può essere personalizzato per ottimizzare le prestazioni per applicazioni specifiche.

Processi di fabbricazione di SOI

I wafer SOI sono prodotti utilizzando tre metodi primari:

1.SIMOX (separazione con ossigeno impiantato)

Implica l'impianto di ioni di ossigeno in un wafer di silicio e la loro ossidazione ad alte temperature per formare uno strato di ossido sepolto.

Produce wafer SOI di alta qualità, ma è relativamente costoso.

2.Smart CutTM (Sviluppato da Soitec, Francia)

Usa l'impianto di ioni di idrogeno e il legame con i wafer per creare strutture SOI.

Il metodo più utilizzato nella produzione commerciale di SOI.

3.Wafer Bonding & Etch-Back

Si tratta di attaccare due wafer di silicio e di incidere uno allo spessore desiderato.

Utilizzato per SOI spessi e applicazioni specializzate.

Applicazioni di IST

A causa dei suoi vantaggi prestazionali unici, la tecnologia SOI è ampiamente adottata in vari settori:

1.Computing ad alte prestazioni (HPC)

Aziende come IBM e AMD utilizzano SOI nelle CPU server di fascia alta per aumentare la velocità di elaborazione e ridurre il consumo di energia.

Il SOI è ampiamente utilizzato nei supercomputer e nei processori AI.

2.Apparecchi mobili e a bassa potenza

La tecnologia FD-SOI è utilizzata in smartphone, dispositivi indossabili e dispositivi IoT per bilanciare prestazioni ed efficienza energetica.

I produttori di chip come STMicroelectronics e GlobalFoundries producono chip FD-SOI per applicazioni a basso consumo.

3.RF e comunicazione wireless (RF SOI)

La RF SOI è ampiamente adottata nella comunicazione 5G, Wi-Fi 6E e a onde millimetriche.

Utilizzato in interruttori RF, amplificatori a basso rumore (LNA) e moduli RF front-end (RF FEM).

4.Elettronica automobilistica

L'uso di SOI di potenza è ampiamente utilizzato nei veicoli elettrici (EV) e nei sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS).

Esso consente il funzionamento ad alta temperatura e ad alta tensione, garantendo l'affidabilità in condizioni difficili.

5.Photonica e applicazioni ottiche del silicio

I substrati SOI sono utilizzati nei chip fotonici al silicio per la comunicazione ottica ad alta velocità.

Le applicazioni includono data center, interconnessioni ottiche ad alta velocità e LiDAR (Light Detection and Ranging).

Vantaggi della wafer SOI

1.Riduzione della capacità parassitaria e aumento della velocità di funzionamentoIn confronto ai materiali di silicio sfusi, i dispositivi SOI raggiungono un miglioramento della velocità del 20-35%.

2Consumo di energia inferioreA causa della ridotta capacità parassitaria e della minimizzazione della corrente di fuga, i dispositivi SOI possono ridurre il consumo di energia del 35-70%.

3.Eliminazione degli effetti di bloccoLa tecnologia SOI previene il blocco, migliorando l'affidabilità del dispositivo.

4.Soppressione del rumore del substrato e riduzione degli errori morbidiL'uso di SOI riduce efficacemente le interferenze della corrente di impulso provenienti dal substrato, riducendo la presenza di errori morbidi.

5.Compatibilità con i processi di silicio esistentiLa tecnologia SOI si integra bene con la fabbricazione convenzionale di silicio, riducendo i passaggi di lavorazione del 13-20%.

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