导读:近日中国科学院上海微系统所官微宣布,制备出了国内第一片300mm射频(RF)SOI晶圆,实现从无到有的重大突破。
来源:中国科学院上海微系统所
官微文章称,该300mm SOI晶圆制造技术突破性成果由魏星研究员团队取得。根据文章介绍,团队依次解决了300mm RF-SOI晶圆所需的低氧高阻晶体制备、低应力高电阻率多晶硅薄膜沉积、非接触式平坦化等诸多核心技术难题,实现了国内300mm SOI制造技术从无到有的重大突破。此次实现的300mm 射频SOI晶圆的自主制备,将有力推动国内RF-SOI芯片设计、代工以及封装等全产业链的协同快速发展,并为国内SOI晶圆的供应安全提供坚实的保障。图:法国Soitec是SOI晶圆大厂
目前,国际上掌握SOI硅片制造的领导厂商为法国Soitec,也是全球第六的硅片供应商;而领先的代工厂为美国格罗方德(FD-SOI),师承SOI技术的开山祖师IBM,同时也是美国最大晶圆代工厂,也是美国军方大多数射频器件的指定代工厂。SOI是Silicon On Insulator的简称,也就是硅晶体管结构在绝缘体之上的意思。SOI结构的优点是比较容易提升时钟频率并减少电流漏电,适用于低功率、功耗敏感的器件,例如射频、功率和硅光。同时对比主流先进制程的FinFET,由于SOI技术非常接近平面体硅技术,对Fab的投资大大降低。与此同时,SOI技术的主要限制芯片成本高于平面体硅芯片,因为非常难以控制整片晶圆上的锡硅膜,工艺的困难也造成SOI晶圆供应商有限,成为SOI推广的另一个绊脚石。例如成立于1992年的法国Soitec通过其积累的Smart-Cut技术、外延技术和智能堆叠技术领先于众多硅片大厂。
图:SOI晶圆
经过三十多年的发展,行业内已经延伸出了丰富的SOI产品组合,包括FD-SOI、RF-SOI、Power-SOI、Photonics-SOI、Imager-SOI等。目前,RF-SOI晶圆是射频应用的主流衬底材料,占据开关、低噪放和调谐器等射频前端芯片90%以上的市场份额。随着5G网络的全面铺开,移动终端对射频模块的需求持续增加,射频前端芯片制造工艺正在从200mm到300mm RF-SOI过渡,借此机会,国内主流集成电路制造企业也在积极拓展300mm RF-SOI工艺代工能力。