前言

我們常說到的硅片，根據尺寸來分類，主要有2"（50mm）、3"（75mm）、4"（100mm）、6"（150mm）、8"（200mm）與 12"（300mm）等規格。

而按照制造工藝來分類，主要可以分為拋光片、外延片和SOI 硅片三種。

單晶硅錠經過切割、研磨和拋光處理后得到拋光片，拋光片經過外延生長形成外延片，拋光片經過氧化、鍵合或離子注入等工藝處理后形成 SOI 硅片。

這里我們專門介紹SOI硅片。

什么是SOI硅片

SOI硅片，又稱絕緣體上硅（Silicon On Insulator），是指將一薄層硅置于一絕緣襯底上。SOI硅片是一種類似三明治的夾層式結構，一共有三層，包括頂層（器件層），中間的埋氧層（為絕緣SiO2層）和底層的襯底（體硅）。

SOI硅片結構

SOI硅片的制備技術

SOI硅片的制備技術可大致分為注氧隔離技術( SIMOX)、硅片鍵合和反面腐蝕技術(BESOI)以及智能剝離技術(Smart Cut) 等。

注氧隔離技術因為工藝成本較高，目前已逐漸被淘汰。

硅片鍵合和反面腐蝕技術，將兩個拋光好并且表面生長有高質量熱氧化層的硅片進行嚴格清洗，然后在超凈環境中利用范德華力使其鍵合，并在高溫下退火提高其鍵合強度，并以一片作襯底，將另一硅片研磨拋光至所需厚度，形成絕緣體上的硅單晶薄膜。

硅片鍵合和反面腐蝕技術(BESOI)

智能剝離技術，是目前國內外制備SOI硅片的主流技術。

主要工藝步驟有：

事先準備兩片硅片，對其中一片進行氧化并注入氫離子，在硅片中形成氫離子層；

對兩片硅片進行嚴格清洗后將二者鍵合；

經適當的熱處理使注氫片從氫離子層處完整裂開，形成SOI結構；

對SOI表面進行化學機械拋光，去掉殘留損傷，為器件制備提供光滑表面。

智能剝離技術(Smart Cut)

SOI硅片的應用

SOI硅片為高速和低功耗器件提供了良好的解決方案，被廣泛認為是高壓和RF器件的新解決方案。SOI硅片適用于MEMS，功率器件，壓力傳感器和CMOS集成電路等產品的制造。

SOI硅片的應用領域

主要規格尺寸

SOI 硅片主要尺寸為2″、3″、4″、5″、6″、8″，頂層厚度常見為0.07-0.3μm，埋氧層厚度常見為0.05～15μm，基底層厚度常見為100～500μm。

SOI硅片的材料特點

SOI硅片最大的特點是在襯底Si和頂層Si之間加入了一層SiO2絕緣層。這種獨特的Si/SiO2/Si結構實現了器件和襯底的全介質隔離，相比體硅CMOS工藝，減小了寄生電容，運行速度可提高30%，降低了漏電，功耗減少約一半，并且消除了閂鎖效應。

涉及SOI硅片的劃切，應注意分層結構對切割品質的影響，具體劃切方案歡迎咨詢西斯特科技。