एसओआई (सिलिकॉन-ऑन-इंसुलेटर) वेफर्सएक विशिष्ट अर्धचालक पदार्थ का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसमें एक अति-पतली सिलिकॉन परत होती है जो एक इन्सुलेटिंग ऑक्साइड परत के ऊपर बनी होती है। यह अनूठी सैंडविच संरचना अर्धचालक उपकरणों के प्रदर्शन में उल्लेखनीय वृद्धि प्रदान करती है।
संरचनात्मक संरचना:
डिवाइस परत (शीर्ष सिलिकॉन):
इसकी मोटाई कई नैनोमीटर से लेकर माइक्रोमीटर तक होती है, जो ट्रांजिस्टर निर्माण के लिए सक्रिय परत के रूप में कार्य करती है।
दबी हुई ऑक्साइड परत (बॉक्स):
एक सिलिकॉन डाइऑक्साइड इन्सुलेटिंग परत (0.05-15μm मोटी) जो विद्युत रूप से उपकरण परत को सब्सट्रेट से अलग करती है।
आधार सब्सट्रेट:
यांत्रिक सहायता प्रदान करने वाला थोक सिलिकॉन (100-500μm मोटा)।
तैयारी प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के अनुसार, SOI सिलिकॉन वेफर्स की मुख्यधारा प्रक्रिया मार्गों को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है: SIMOX (ऑक्सीजन इंजेक्शन अलगाव प्रौद्योगिकी), BESOI (बॉन्डिंग थिनिंग प्रौद्योगिकी), और स्मार्ट कट (बुद्धिमान स्ट्रिपिंग प्रौद्योगिकी)।
सिमॉक्स (ऑक्सीजन इंजेक्शन आइसोलेशन टेक्नोलॉजी) एक ऐसी तकनीक है जिसमें सिलिकॉन वेफर्स में उच्च-ऊर्जा ऑक्सीजन आयनों को इंजेक्ट करके एक सिलिकॉन डाइऑक्साइड एम्बेडेड परत बनाई जाती है, जिसे फिर जाली दोषों की मरम्मत के लिए उच्च-तापमान एनीलिंग के अधीन किया जाता है। कोर में प्रत्यक्ष आयन ऑक्सीजन इंजेक्शन द्वारा दफन परत ऑक्सीजन बनाई जाती है।
BESOI (बॉन्डिंग थिनिंग तकनीक) में दो सिलिकॉन वेफर्स को जोड़कर उनमें से एक को यांत्रिक पीस और रासायनिक नक्काशी के माध्यम से पतला करके SOI संरचना बनाई जाती है। इसका मूल आधार बॉन्डिंग और थिनिंग है।
स्मार्ट कट (इंटेलिजेंट एक्सफ़ोलिएशन तकनीक) हाइड्रोजन आयन इंजेक्शन के माध्यम से एक एक्सफ़ोलिएशन परत बनाती है। बॉन्डिंग के बाद, हाइड्रोजन आयन परत के साथ सिलिकॉन वेफर को एक्सफ़ोलिएट करने के लिए हीट ट्रीटमेंट किया जाता है, जिससे एक अति-पतली सिलिकॉन परत बनती है। इसका मूल हाइड्रोजन इंजेक्शन स्ट्रिपिंग है।
वर्तमान में, सिंबॉन्ड (ऑक्सीजन इंजेक्शन बॉन्डिंग तकनीक) नामक एक और तकनीक है, जिसे ज़िनाओ द्वारा विकसित किया गया था। वास्तव में, यह एक ऐसा तरीका है जो ऑक्सीजन इंजेक्शन आइसोलेशन और बॉन्डिंग तकनीकों को जोड़ता है। इस तकनीकी तरीके में, इंजेक्ट की गई ऑक्सीजन को एक थिनिंग बैरियर परत के रूप में इस्तेमाल किया जाता है, और वास्तव में दबी हुई ऑक्सीजन परत एक थर्मल ऑक्सीडेशन परत होती है। इसलिए, यह ऊपरी सिलिकॉन की एकरूपता और दबी हुई ऑक्सीजन परत की गुणवत्ता जैसे मापदंडों में एक साथ सुधार करता है।
विभिन्न तकनीकी मार्गों द्वारा निर्मित एसओआई सिलिकॉन वेफर्स के प्रदर्शन पैरामीटर अलग-अलग होते हैं और वे विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त होते हैं।
निम्नलिखित SOI सिलिकॉन वेफर्स के मुख्य प्रदर्शन लाभों की एक सारांश तालिका है, जिसमें उनकी तकनीकी विशेषताओं और वास्तविक अनुप्रयोग परिदृश्यों को शामिल किया गया है। पारंपरिक बल्क सिलिकॉन की तुलना में, गति और बिजली खपत के संतुलन में SOI के महत्वपूर्ण लाभ हैं। (पुनश्च: 22nm FD-SOI का प्रदर्शन FinFET के करीब है, और लागत 30% कम है।)
| प्रदर्शन लाभ | तकनीकी सिद्धांत | विशिष्ट अभिव्यक्ति | विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य |
| कम परजीवी धारिता | इंसुलेटिंग परत (BOX) डिवाइस और सब्सट्रेट के बीच चार्ज युग्मन को अवरुद्ध करती है | स्विचिंग गति 15%-30% तक बढ़ गई, बिजली की खपत 20%-50% तक कम हो गई | 5G RF, उच्च-आवृत्ति संचार चिप्स |
| कम रिसाव धारा | इंसुलेटिंग परत लीकेज करंट पथ को दबा देती है | लीकेज करंट 90% से अधिक कम हुआ, बैटरी लाइफ बढ़ी | IoT डिवाइस, पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स |
| बढ़ी हुई विकिरण कठोरता | इंसुलेटिंग परत विकिरण-प्रेरित चार्ज संचय को रोकती है | विकिरण सहनशीलता में 3-5 गुना सुधार हुआ, एकल-घटना अपसेट में कमी आई | अंतरिक्ष यान, परमाणु उद्योग उपकरण |
| लघु-चैनल प्रभाव नियंत्रण | पतली सिलिकॉन परत नाली और स्रोत के बीच विद्युत क्षेत्र के हस्तक्षेप को कम करती है | उन्नत थ्रेशोल्ड वोल्टेज स्थिरता, अनुकूलित सबथ्रेशोल्ड ढलान | उन्नत नोड लॉजिक चिप्स (<14nm) |
| बेहतर थर्मल प्रबंधन | इन्सुलेटिंग परत तापीय चालन युग्मन को कम करती है | 30% कम ऊष्मा संचय, 15-25°C कम परिचालन तापमान | 3D आईसी, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स |
| उच्च-आवृत्ति अनुकूलन | परजीवी धारिता में कमी और वाहक गतिशीलता में वृद्धि | 20% कम विलंब, >30GHz सिग्नल प्रोसेसिंग का समर्थन करता है | mmWave संचार, सैटेलाइट संचार चिप्स |
| डिज़ाइन में लचीलापन बढ़ा | वेल डोपिंग की आवश्यकता नहीं, बैक बायसिंग का समर्थन करता है | 13%-20% कम प्रक्रिया चरण, 40% अधिक एकीकरण घनत्व | मिश्रित-सिग्नल आईसी, सेंसर |
| लैच-अप प्रतिरक्षा | इन्सुलेटिंग परत परजीवी पीएन जंक्शनों को अलग करती है | लैच-अप करंट थ्रेशहोल्ड को बढ़ाकर >100mA कर दिया गया | उच्च-वोल्टेज विद्युत उपकरण |
संक्षेप में, एसओआई के मुख्य लाभ ये हैं: यह तेजी से चलता है और अधिक ऊर्जा कुशल है।
एसओआई की इन प्रदर्शन विशेषताओं के कारण, इसका उन क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग है जहां उत्कृष्ट आवृत्ति प्रदर्शन और बिजली खपत प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।
जैसा कि नीचे दिखाया गया है, SOI के अनुरूप अनुप्रयोग क्षेत्रों के अनुपात के आधार पर, यह देखा जा सकता है कि RF और पावर डिवाइस, SOI बाजार के विशाल बहुमत के लिए जिम्मेदार हैं।
| आवेदन क्षेत्र | बाजार में हिस्सेदारी |
| आरएफ-एसओआई (रेडियो फ्रीक्वेंसी) | 45% |
| पावर एसओआई | 30% |
| एफडी-एसओआई (पूरी तरह से समाप्त) | 15% |
| ऑप्टिकल एसओआई | 8% |
| सेंसर SOI | 2% |
मोबाइल संचार और स्वचालित ड्राइविंग जैसे बाजारों के विकास के साथ, एसओआई सिलिकॉन वेफर्स के भी एक निश्चित विकास दर बनाए रखने की उम्मीद है।
सिलिकॉन-ऑन-इंसुलेटर (SOI) वेफर तकनीक में अग्रणी प्रर्वतक के रूप में, XKH, उद्योग-अग्रणी विनिर्माण प्रक्रियाओं का उपयोग करते हुए अनुसंधान एवं विकास से लेकर बड़े पैमाने पर उत्पादन तक, व्यापक SOI समाधान प्रदान करता है। हमारे संपूर्ण पोर्टफोलियो में RF-SOI, पावर-SOI और FD-SOI प्रकारों में 200 मिमी/300 मिमी SOI वेफर्स शामिल हैं, जिनमें कठोर गुणवत्ता नियंत्रण असाधारण प्रदर्शन स्थिरता (±1.5% के भीतर मोटाई एकरूपता) सुनिश्चित करता है। हम 50nm से 1.5μm तक की दबी हुई ऑक्साइड (BOX) परत की मोटाई और विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न प्रतिरोधकता विशिष्टताओं के साथ अनुकूलित समाधान प्रदान करते हैं। 15 वर्षों की तकनीकी विशेषज्ञता और एक मजबूत वैश्विक आपूर्ति श्रृंखला का लाभ उठाते हुए, हम दुनिया भर के शीर्ष-स्तरीय सेमीकंडक्टर निर्माताओं को विश्वसनीय रूप से उच्च-गुणवत्ता वाली SOI सब्सट्रेट सामग्री प्रदान करते हैं, जिससे 5G संचार, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स और कृत्रिम बुद्धिमत्ता अनुप्रयोगों में अत्याधुनिक चिप नवाचार संभव होते हैं।
एक्सकेएच'एसओआई वेफर्स:
पोस्ट करने का समय: अप्रैल-24-2025