Substrate
MEMS Prozess
Aufbereitung
Zubehör
Ressourcen
Technische Artikel
Unternehmen
Shop
50nm – 100μm Bauelementschicht-Bereich
100nm – 4μm BOX-Dicke
200mm / 300mm Handle-Wafer
Smart Cut · BESOI Fertigungsverfahren
Online bestellen — stöbern Sie in unserem Shop
Im Shop stöbern

Was ist SOI?

Silicon-on-Insulator (SOI) ist eine Technologie für ingenieurmäßig gefertigte Substrate, bei der eine dünne einkristalline Silizium-Bauelementschicht durch eine vergrabene Oxidschicht (BOX) — typischerweise thermisches SiO₂ — elektrisch von einem Bulk-Silizium-Handle-Wafer isoliert wird. Diese Dreischichtarchitektur eliminiert die parasitäre Sperrschichtkapazität von Bulk-CMOS und bietet erhebliche Vorteile bei Geschwindigkeit, Energieeffizienz, Rauschisolierung, Strahlungstoleranz und Hochtemperaturbetrieb.

Die SOI-Technologie hat sich von einem Nischensubstrat für Verteidigung und Luftfahrt in den 1990er-Jahren zu einer Mainstream-Plattform entwickelt, die jährlich über 1,5 Milliarden RF-Frontend-Module antreibt, wobei RF-SOI mehr als 85 % des Marktes für Smartphone-Schalter und Antennentuner hält. Das Aufkommen von FD-SOI an fortgeschrittenen CMOS-Knoten hat die Reichweite von SOI auf Edge-KI, Automotive-Mikrocontroller und 5G-Infrastruktur ausgeweitet — all dies nutzt die einzigartige Fähigkeit, die Schwellenspannung von Transistoren über Back-Gate-Bias dynamisch abzustimmen.

Bei GINECHIP beziehen wir SOI-Wafer, die mit allen vier etablierten Verfahren hergestellt werden — Smart Cut (Soitec), BESOI, SIMOX und ELTRAN — in Durchmessern von 200mm und 300mm mit kundenspezifischen Bauelementschicht- und BOX-Spezifikationen. Jede Charge wird mit vollständigen Messtechnik-Daten geliefert: Querschnitts-TEM, spektroskopische Ellipsometrie, AFM-Rauheit und SRP-Widerstandsprofilierung.

SOI-Materialstapel-Architektur

Bauelementschicht Einkristallines Si | 50nm–100μm

Monokristalline Siliziumschicht, in der aktive Bauelemente gefertigt werden. Widerstand und Dotierung werden auf Ihre Prozessanforderungen abgestimmt.

Vergrabenes Oxid (BOX) Thermisches SiO₂ | 100nm–4μm

Hochwertiges thermisch gewachsenes Siliziumdioxid für elektrische Isolierung, Strahlungshärte und Ätzstopp-Präzision für das MEMS-Release.

Handle-Wafer Massives Si | 200mm oder 300mm

Mechanisches Trägersubstrat. Erhältlich mit Standard-Widerstand oder hohem Widerstand (>3 kΩ·cm) mit optionaler Trap-Rich-Schicht für verbesserte RF-Leistung.

SOI-Fertigungstechnologien

Vier unterschiedliche Fertigungsverfahren erzeugen SOI-Substrate, jedes mit eigenen Kompromissen bei Bauelementschichtqualität, Kosten und Skalierbarkeit. Unsere Lieferkette deckt alle vier Technologien ab, sodass wir die beste Lösung für Ihre Anwendung, Ihr Volumen und Ihr Budget empfehlen können.

Am häufigsten

Smart Cut

Proprietäres Soitec-Verfahren mit Wasserstoffimplantation und Wafer-Spaltung

Bauelementschicht 12nm – 2μm
Gleichmäßigkeit ±5nm (ultra-thin)
Durchsatz High-volume 300mm
Am besten für RF-SOI, FD-SOI CMOS

Implantierter Wasserstoff bildet eine vergrabene Spaltebene; thermische Aktivierung spaltet den Wafer. Die übertragene Bauelementschicht erbt die Kristallqualität des Spenderwafers. Der gespaltene Spender kann zurückgewonnen und wiederverwendet werden, was Kosten senkt. Dominierende Technologie im globalen SOI-Markt (>90 % Anteil).

Dicke Schichten

BESOI

Bonded-and-Etched-back-SOI — direktes Waferbonden mit mechanischem Dünnen

Bauelementschicht 1μm – 100μm
Gleichmäßigkeit ±0.5μm (Schleifen + Polieren)
Durchsatz Medium (batch bonding)
Am besten für MEMS, Power SOI

Zwei oxidierte Wafer werden bei Raumtemperatur von Angesicht zu Angesicht gebondet und anschließend zur Verstärkung der Bindung getempert. Der Bauelementwafer wird auf die Ziel-Dicke geschliffen und poliert. Ideal für dicke Bauelementschichten, die Smart Cut nicht erreichen kann.

Ultradünn

SIMOX

Separation by IMplantation of OXygen — Hochdosis-Sauerstoffimplantation

Bauelementschicht 50nm – 400nm
Gleichmäßigkeit ±3nm (as-implanted)
Durchsatz Low (serial implant)
Am besten für Rad-hard, niche R&D

Sauerstoffionen in hoher Dosis werden in einen Siliziumwafer implantiert; eine Hochtemperatur-Temperung bildet eine stöchiometrische SiO₂-Schicht unter der Oberfläche. Erzeugt die dünnsten und gleichmäßigsten BOX-Schichten. Historisch bedeutend für strahlungsgehärtetes SOI-CMOS.

Erweitert

ELTRAN

Epitaxialschicht-Transfer (ELTRAN) — Porös-Silizium-Lift-off-Verfahren (Canon)

Bauelementschicht 100nm – 5μm
Gleichmäßigkeit ±5% (epi-controlled)
Durchsatz Medium–High
Am besten für Photonics, specialty apps

Auf porösem Si gewachsenes epitaktisches Silizium wird mit einem oxidierten Handle-Wafer gebondet. Ein Wasserstrahl trennt die Struktur entlang der mechanisch schwachen porösen Schicht. Die epitaktische Bauelementschicht zeichnet sich durch außergewöhnliche Kristallqualität mit geringer Defektdichte aus.

Handle-Wafer-Optionen für RF-Leistung

Die elektrischen Eigenschaften des Handle-Wafers beeinflussen die Hochfrequenzleistung von Bauelementen maßgeblich — insbesondere bei RF-SOI-Schaltern und 5G/mmWave-LNAs, bei denen Substratkopplungs-Parasiten die Einfügedämpfung und harmonische Verzerrung dominieren können.

Standard-Widerstand

10–30 Ω·cm, p-Typ, bordotiert. Geringste Kosten, geeignet für DC- und Niederfrequenzanwendungen, bei denen parasitäre Substratkopplung unkritisch ist.

Kosten: $ Frequenz: DC – 2 GHz

Trap-Rich HR-Si

>3 kΩ·cm mit Polysilizium- oder amorpher-Si-Trapschicht. Unterdrückt den parasitären Oberflächenleitungskanal, der den effektiven Widerstand bei hohen Frequenzen verschlechtert. Erforderlich für 5G sub-6GHz und mmWave.

Cost: $$$ Frequenz: GHz – 60 GHz

Technische Spezifikationen

ParameterVerfügbarer Bereich / Werte
Device Layer Thickness 50nm – 100μm (tolerance ±5% or better)
Device Layer Resistivity 0.001 – 10,000 Ω·cm (P-type / N-type)
Device Layer Orientation 〈100〉, 〈111〉, 〈110〉 (off-cut on request)
BOX Thickness 100nm – 2μm thermal SiO₂ (up to 4μm custom)
BOX Uniformity ±1% within-wafer, ±2% wafer-to-wafer (Std Dev)
Handle Wafer Diameter 200mm (8″), 300mm (12″)
Handle Wafer Type Standard, High-Resistivity (>3kΩ·cm), Trap-Rich HR-Si
Manufacturing Method Smart Cut (Soitec), BESOI, SIMOX, ELTRAN
TTV / Bow / Warp As low as < 3μm TTV, < 10μm Bow, < 15μm Warp
Surface Roughness (RMS) < 0.2nm (AFM, 1×1μm scan) — Epi-Ready
Particle Specification ≤ 10 particles @ 0.2μm (SEMI M53 compliant)

Anwendungen & Marktsegmente

📡

RF Front-End Modules

RF-SOI switches, LNAs, and antenna tuners for 4G/5G smartphones, WiFi 6E/7, and IoT connectivity. Low insertion loss and high linearity over 6 GHz.

⚡

FD-SOI CMOS

Fully Depleted SOI for ultra-low-power digital logic at 28nm, 22nm, and 18nm nodes. Back-bias capability enables dynamic Vt tuning for IoT and edge AI processors.

🔋

Power Management ICs

BCD-SOI technology for automotive, industrial, and consumer PMICs. High-voltage isolation up to 200V with reduced parasitic capacitance.

🔬

MEMS Sensors & Actuators

Precision MEMS structures using the device layer as a mechanical element. Accelerometers, gyroscopes, pressure sensors, micro-mirrors, and RF-MEMS resonators.

💡

Silicon Photonics

SOI waveguides and photonic integrated circuits (PICs) for datacom transceivers, LIDAR beam steering, and quantum photonics. High-index-contrast optical confinement.

🛰️

Radiation-Hardened Electronics

SOI substrates for space, aerospace, and nuclear applications. Inherent latch-up immunity and reduced single-event effects from the insulating BOX layer.

🌡️

High-Temperature Electronics

SOI circuits operating above 225°C for downhole drilling, automotive engine compartments, and geothermal monitoring — where bulk CMOS fails.

⚙️

Power SOI & LDMOS

High-voltage LDMOS transistors on SOI for base station power amplifiers, ENVELOPE tracking, and industrial motor drives. Superior isolation and thermal management.

Messtechnik & Qualitätssicherung

Jede SOI-Wafer-Charge durchläuft ein rigoroses Multi-Technik-Charakterisierungsprotokoll in unseren nach ISO 9001:2015 zertifizierten Partneranlagen. Jeder Lieferung liegt ein vollständiges Analysezertifikat (CoA) bei.

X-TEM / HR-TEM Querschnittsbildgebung der BOX-Integrität, der Schärfe der Si/SiO₂-Grenzfläche und der Kristallinität der Bauelementschicht.
Spektroskopische Ellipsometrie Multiwellenlängen-Mapping der Bauelementschicht- und BOX-Dicke mit Subnanometer-Präzision. 49-Punkt- und 81-Punkt-Maps verfügbar.
AFM-Oberflächenrauheit RMS-Rauheitsmessung über Scanflächen von 1×1μm und 10×10μm. Epi-ready-Oberflächen garantiert < 0.2nm RMS.
SRP (Spreading Resistance Profiling) Tiefenaufgelöstes Trägerkonzentrations- und Widerstandsprofil durch die Bauelementschicht. Bestätigt die Dotierungsgleichmäßigkeit.
Oberflächen-Partikelscan (KLA-Tencor) Laserbasierte Partikelzählung nach SEMI M53. &le; 10 Partikel @ 0.2μm in Class-1-Reinraumverpackung.
TTV / Bow / Warp Messung Kapazitätsbasierte Topografie über den gesamten Wafer. Enge Prozesskontrolle mit < 3μm TTV für 300mm SOI.

Benötigen Sie SOI-Wafer für Ihren Prozess?

Geben Sie Ihre Bauelementschichtdicke, BOX-Dicke, den Widerstand des Handle-Wafers, den Durchmesser und die Menge an — unsere SOI-Substrat-Spezialisten erstellen innerhalb von 24 Stunden ein detailliertes Angebot mit Messtechnik-Daten und Lieferzeit.

ISO 9001:2015 SEMI M53 konform Smart Cut / BESOI / SIMOX 200mm & 300mm