SOIとは何ですか？

SOI は、Silicon-On-Insulator の略で、特殊な基板材料に基づいた半導体製造プロセスです。 1980 年代の工業化以来、この技術は高度な半導体製造プロセスの重要な分野となっています。ユニークな 3 層複合構造を特徴とする SOI プロセスは、従来のバルク シリコン プロセスとは大きく異なります。

SOI 基板は固有の誘電体分離を備えているため、ドープトレンチ分離の必要性がなくなり、製造プロセスが簡素化され、生産歩留まりが向上します。SOIウェーハ独立した安定した電気環境を作り出します。各層は、ウェーハの性能と信頼性を確保する上で、明確でありながら補完的な役割を果たします。

1. 上部の単結晶シリコンデバイス層は通常 5 nm ～ 2 μm の厚さで、トランジスタなどのアクティブデバイスを作成するための中心領域として機能します。その超薄さは、パフォーマンスの向上とデバイスの小型化の基礎となります。

2. 中間の埋め込み酸化層の主な機能は、電気的絶縁を達成することです。 BOX 層は、物理的および化学的分離メカニズムの両方を利用して、デバイス層とその下の基板の間の電気的接続を効果的にブロックします。その厚さは通常 5nm ～ 2μm の範囲です。

3. 下部シリコン基板に関しては、その主な機能は構造的堅牢性と安定した機械的サポートを提供することであり、これは生産中およびその後の使用中のウェーハの信頼性にとって重要な保証となります。厚みとしては200μm～700μmの範囲が一般的です。

SOIウェーハのメリット

1.低消費電力

絶縁層の存在SOIウェーハ漏れ電流と静電容量を削減し、デバイスの静的および動的消費電力の削減に貢献します。

2.耐放射線性

絶縁層の設計により、デバイスと基板間の相互作用によって生じる不要な寄生効果が大幅に減少します。寄生容量の低減により、高周波信号処理 (5G 通信など) における SOI デバイスの遅延が短縮され、動作効率が向上します。

SOI技術の応用

絶縁層の設計により、デバイスと基板間の相互作用によって生じる不要な寄生効果が大幅に減少します。寄生容量の低減により、高周波信号処理 (5G 通信など) における SOI デバイスの遅延が短縮され、動作効率が向上します。

4.設計の柔軟性

SOI 基板は固有の誘電体分離を備えているため、ドープトレンチ分離の必要性がなくなり、製造プロセスが簡素化され、生産歩留まりが向上します。

SOI技術の応用

1.家電分野：スマートフォン用RFフロントエンドモジュール（5Gフィルターなど）。

2.車載エレクトロニクス分野：車載グレードのレーダーチップ。

3.航空宇宙：衛星通信機器。

4.医療機器分野：植込み型医療センサー、低電力モニタリングチップ。