กระบวนการผลิตซิลิกอนบนฉนวน

เวเฟอร์ SOI (ซิลิคอนบนฉนวน)นำเสนอวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิดพิเศษที่มีชั้นซิลิคอนบางเฉียบที่ขึ้นรูปทับบนชั้นออกไซด์ฉนวน โครงสร้างแบบแซนด์วิชที่เป็นเอกลักษณ์นี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้อย่างมาก

องค์ประกอบโครงสร้าง:

ชั้นอุปกรณ์ (ซิลิกอนด้านบน):
ความหนาตั้งแต่หลายนาโนเมตรไปจนถึงไมโครเมตร ทำหน้าที่เป็นชั้นที่ใช้งานในการผลิตทรานซิสเตอร์

ชั้นออกไซด์ฝัง (BOX):
ชั้นฉนวนซิลิกอนไดออกไซด์ (หนา 0.05-15μm) ที่แยกชั้นอุปกรณ์ออกจากพื้นผิวพื้นฐานทางไฟฟ้า

วัสดุรองพื้น:
ซิลิคอนจำนวนมาก (หนา 100-500μm) ทำหน้าที่รองรับเชิงกล

เมื่อพิจารณาจากเทคโนโลยีกระบวนการเตรียม กระบวนการหลักของเวเฟอร์ซิลิกอน SOI สามารถจำแนกได้ดังนี้: SIMOX (เทคโนโลยีแยกการฉีดออกซิเจน), BESOI (เทคโนโลยีการทำให้บางลงของพันธะ) และ Smart Cut (เทคโนโลยีการลอกแบบอัจฉริยะ)

SIMOX (เทคโนโลยีการแยกด้วยออกซิเจน) เป็นเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับการฉีดไอออนออกซิเจนพลังงานสูงเข้าไปในเวเฟอร์ซิลิคอนเพื่อสร้างชั้นฝังซิลิคอนไดออกไซด์ จากนั้นจึงนำไปอบอ่อนที่อุณหภูมิสูงเพื่อซ่อมแซมข้อบกพร่องของโครงตาข่าย แกนกลางถูกฉีดออกซิเจนไอออนโดยตรงเพื่อสร้างชั้นฝังออกซิเจน

BESOI (เทคโนโลยีการเชื่อมบาง) คือการยึดเวเฟอร์ซิลิคอนสองแผ่นเข้าด้วยกัน แล้วจึงทำให้แผ่นหนึ่งบางลงด้วยการเจียรเชิงกลและการกัดด้วยสารเคมี เพื่อสร้างโครงสร้าง SOI แก่นกลางอยู่ที่การเชื่อมและการทำให้บางลง

Smart Cut (เทคโนโลยีการผลัดเซลล์ผิวอัจฉริยะ) สร้างชั้นผลัดเซลล์ผิวด้วยการฉีดไฮโดรเจนไอออน หลังจากการเชื่อมติดแล้ว จะมีการอบด้วยความร้อนเพื่อผลัดเซลล์ผิวด้วยแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนตามแนวชั้นไฮโดรเจนไอออน จนเกิดเป็นชั้นซิลิคอนบางเฉียบ แกนกลางคือการฉีดไฮโดรเจนเพื่อลอกผิว

ปัจจุบันมีเทคโนโลยีอีกชนิดหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ SIMBOND (เทคโนโลยีการเชื่อมประสานด้วยการฉีดออกซิเจน) ซึ่งพัฒนาโดย Xinao อันที่จริงแล้ว เทคโนโลยีนี้เป็นกระบวนการที่ผสมผสานเทคโนโลยีการแยกและการเชื่อมประสานด้วยการฉีดออกซิเจนเข้าด้วยกัน ในกระบวนการทางเทคนิคนี้ ออกซิเจนที่ฉีดเข้าไปจะถูกใช้เป็นชั้นกั้นบางลง และชั้นออกซิเจนที่ฝังอยู่จริงจะเป็นชั้นออกซิเดชันทางความร้อน ดังนั้นจึงช่วยปรับปรุงพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความสม่ำเสมอของซิลิคอนด้านบนและคุณภาพของชั้นออกซิเจนที่ฝังไว้ในเวลาเดียวกัน

เวเฟอร์ซิลิกอน SOI ที่ผลิตโดยวิธีการทางเทคนิคที่แตกต่างกันจะมีพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่แตกต่างกันและเหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน

ตารางสรุปข้อดีหลักด้านประสิทธิภาพการทำงานของเวเฟอร์ซิลิคอน SOI พร้อมคุณสมบัติทางเทคนิคและสถานการณ์การใช้งานจริง เมื่อเทียบกับซิลิคอนแบบเทกองทั่วไป SOI มีข้อได้เปรียบที่สำคัญทั้งในด้านความเร็วและการใช้พลังงาน (หมายเหตุ: ประสิทธิภาพของ FD-SOI ขนาด 22 นาโนเมตรใกล้เคียงกับ FinFET และลดต้นทุนลง 30%)

โดยสรุป ข้อดีหลักของ SOI คือ ทำงานได้เร็วและประหยัดพลังงานมากกว่า

เนื่องจากคุณสมบัติประสิทธิภาพเหล่านี้ของ SOI จึงทำให้มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในสาขาที่ต้องการประสิทธิภาพความถี่และประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ยอดเยี่ยม

ตามที่แสดงด้านล่าง เมื่อพิจารณาจากสัดส่วนของฟิลด์แอปพลิเคชันที่สอดคล้องกับ SOI จะเห็นได้ว่าอุปกรณ์ RF และพลังงานคิดเป็นส่วนใหญ่ของตลาด SOI

ด้วยการเติบโตของตลาดต่างๆ เช่น การสื่อสารเคลื่อนที่และการขับขี่อัตโนมัติ คาดว่าเวเฟอร์ซิลิกอน SOI จะรักษาอัตราการเติบโตในระดับหนึ่งเช่นกัน

XKH ในฐานะผู้นำด้านนวัตกรรมเทคโนโลยีเวเฟอร์ซิลิคอนออนอินซูเลเตอร์ (SOI) นำเสนอโซลูชัน SOI ที่ครอบคลุมตั้งแต่การวิจัยและพัฒนาไปจนถึงการผลิตจำนวนมาก โดยใช้กระบวนการผลิตชั้นนำของอุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของเรามีเวเฟอร์ SOI ขนาด 200 มม./300 มม. ครอบคลุมหลากหลายรุ่น ทั้ง RF-SOI, Power-SOI และ FD-SOI พร้อมการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด เพื่อให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอ (ความหนาสม่ำเสมอภายใน ±1.5%) เรานำเสนอโซลูชันที่ปรับแต่งได้ตามความต้องการ ด้วยความหนาของชั้นออกไซด์ฝัง (BOX) ตั้งแต่ 50 นาโนเมตร ถึง 1.5 ไมโครเมตร และคุณสมบัติความต้านทานไฟฟ้าที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะ ด้วยความเชี่ยวชาญทางเทคนิคกว่า 15 ปี และห่วงโซ่อุปทานที่แข็งแกร่งทั่วโลก เราจึงสามารถจัดหาวัสดุซับสเตรต SOI คุณภาพสูงให้กับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ชั้นนำทั่วโลกได้อย่างน่าเชื่อถือ ก่อให้เกิดนวัตกรรมชิปที่ล้ำสมัยในการสื่อสาร 5G อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ และแอปพลิเคชันปัญญาประดิษฐ์

เอ็กซ์เคเอช-เวเฟอร์ SOI: