シリコン・オン・インシュレータ製造プロセス

SOI（シリコン・オン・インシュレータ）ウェーハ絶縁酸化物層の上に形成された極薄シリコン層を特徴とする特殊な半導体材料です。この独自のサンドイッチ構造は、半導体デバイスの性能を大幅に向上させます。

構造構成:

デバイス層（トップシリコン）：
厚さは数ナノメートルからマイクロメートルの範囲で、トランジスタ製造のアクティブ層として機能します。

埋め込み酸化膜（BOX）：
デバイス層を基板から電気的に絶縁する二酸化シリコン絶縁層（厚さ 0.05～15μm）。

ベース基板:
機械的なサポートを提供するバルク シリコン (厚さ 100 ～ 500 μm)。

製造プロセス技術に応じて、SOI シリコン ウェーハの主流のプロセス ルートは、SIMOX (酸素注入分離技術)、BESOI (接合薄化技術)、および Smart Cut (インテリジェント剥離技術) に分類できます。

SIMOX（酸素注入分離技術）は、高エネルギー酸素イオンをシリコンウェーハに注入して二酸化シリコン埋め込み層を形成し、その後高温アニール処理を施すことで格子欠陥を修復する技術です。埋め込み層酸素を形成するための直接イオン酸素注入が核心です。

BESOI（ボンディング・シンニング・テクノロジー）は、2枚のシリコンウェハを接合し、そのうちの1枚を機械研磨と化学エッチングで薄くすることでSOI構造を形成する技術です。この技術の核心は、接合と薄化にあります。

スマートカット（インテリジェント剥離技術）は、水素イオン注入により剥離層を形成します。接合後、熱処理を施すことで、水素イオン層に沿ってシリコンウェーハを剥離し、極薄シリコン層を形成します。この技術の中核は、水素注入剥離です。

現在、Xinaoが開発したSIMBOND（酸素注入接合技術）と呼ばれる技術があります。これは、酸素注入による分離技術と接合技術を組み合わせた技術です。この技術ルートでは、注入された酸素を薄膜化バリア層として利用し、実際の埋め込み酸素層は熱酸化膜です。そのため、トップシリコンの均一性と埋め込み酸素層の品質といったパラメータを同時に向上させることができます。

異なる技術ルートで製造された SOI シリコン ウェーハはパフォーマンス パラメータが異なり、さまざまなアプリケーション シナリオに適しています。

以下は、SOIシリコンウェーハのコアとなる性能上の利点を、その技術的特徴と実際の応用シナリオと併せてまとめた表です。従来のバルクシリコンと比較して、SOIは速度と消費電力のバランスにおいて大きな優位性を有しています。（追記：22nm FD-SOIの性能はFinFETに迫り、コストは30%削減されます。）

まとめると、SOI の主な利点は、実行速度が速く、電力効率が高いことです。

SOI はこうした性能特性を備えているため、優れた周波数性能と消費電力性能が求められる分野で幅広く応用されています。

以下に示すように、SOI に対応する応用分野の割合に基づくと、RF デバイスとパワー デバイスが SOI 市場の大部分を占めていることがわかります。

モバイル通信や自動運転などの市場の成長に伴い、SOIシリコンウェーハも一定の成長率を維持すると予想されています。

XKHは、SOI（シリコン・オン・インシュレータ）ウェーハ技術のリーディングイノベーターとして、業界をリードする製造プロセスを活用し、研究開発から量産まで包括的なSOIソリューションを提供しています。当社の包括的なポートフォリオには、RF-SOI、Power-SOI、FD-SOIの各タイプを網羅する200mm/300mm SOIウェーハが含まれており、厳格な品質管理により、優れた性能の一貫性（厚さ均一性±1.5%以内）が保証されています。埋め込み酸化膜（BOX）層の厚さは50nmから1.5μmまで、抵抗率の仕様も様々で、お客様のご要望に合わせてカスタマイズしたソリューションを提供しています。15年にわたる専門知識と堅牢なグローバルサプライチェーンを活用し、世界中のトップクラスの半導体メーカーに高品質のSOI基板材料を安定的に供給し、5G通信、車載エレクトロニクス、人工知能アプリケーションにおける最先端のチップイノベーションを実現しています。

XKH'SOIウェーハ：