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衬底行业的“纳米刀”——Smart Cut™推动行业不断拓宽边界

2020/3/18 14:16:23      材料来源:Soitec公众号

 

Smart Cut™是Soitec专有的晶圆键合和分离技术,它能将超薄的晶体材料从一个衬底转移到另一个衬底之上,从而打破原有的物理限制并改变整个衬底行业的状况。

 

此项技术由Soitec与世界领先的微电子研究实验室法国原子能委员会电子与信息技术实验室(CEA-Leti)联合开发,已用于生产全球近100%在售的绝缘硅(SOI)晶圆。

 

 

 

超越传统的微电子技术,Smart Cut™技术就像一把锋利的纳米刀,能够堆叠非常薄(10-100nm)且均匀的半导体材料晶体层。它打破了原有金属之间沉积层的限制,同时确保原子网格上各层的厚度均匀一致。

 

结合工艺优化,包括注入、分离、抛光和减薄,Smart Cut™技术可以提供厚度仅为3.8nm的SOI晶圆片

 

 

下图显示了此类型晶圆片的典型透射式电子显微镜(TEM)横截面:原生氧化层和埋氧化层之间具有14个SOI原子平面。

 

 

TEM横截面,3.8nmSOI层分布

 

科技层面的广泛应用

 

凭借Smart Cut™技术,Soitec成功开发出多种优化衬底来满足不同市场的多样化需求。目前,该技术正广泛应用于SOI衬底的批量生产,包括FD-SOI,RF-SOI, Power-SOI,Photonics-SOI和Imager-SOI。SOI晶圆为行业提供了解决方案,以制造更高性能和更高能效的电子制造元件。不仅如此,Smart Cut™技术现已成功应用于POI优化衬底的生产。

 

 

 

2015年,Soitec与上海新傲科技(Simgui)股份有限公司建立合作关系,扩大200-mm晶圆的生产。通过此次合作,上海新傲科技(Simgui)有权使用Smart Cut™技术制造200-mm SOI晶圆,并享有在中国分销和销售所生产200-mm SOI晶圆的独家权利。这项合作关系是Soitec保障全球生产能力,在中国建立SOI生态系统并促进Smart Cut™技术在整个行业中标准化的重要一步。

 

Smart Cut技术持续推动创新

 

基于前瞻性思维,Soitec每年投入年收入的12%用于研发,以帮助半导体行业攻克更多挑战。与此同时,Soitec也积极投入将Smart Cut的应用范围扩大到更多材料例如SiC。目前,Soitec正在与应用材料公司(Applied Materials)合作开发用于功率器件的下一代SiC衬底。通过使用Smart Cut™将一个SiC晶圆片精准切割成多个超薄单晶碳化硅层,然后将切割后的超薄单晶碳化硅层放置在其他材料之上。该合作开发项目将在很大程度上解决行业面临的供应、良率和成本问题,并促进汽车电子行业的创新。

Soitec员工手持基于Smart Cut™技术生产的碳化硅晶圆片

 

Soitec全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk博士表示:“得益于我们专有的Smart Cut™技术,我们可以提高碳化硅的性能和量产率,以满足日益增长的电动汽车、通信和工业应用的市场需求。我们相信,这项技术未来可以应用于SiC的大规模量产。”

 

 

Smart Cut™技术受到数百项专利保护,并拥有Soitec丰富的工业经验的加持。这使得Soitec能够为电路制造商提供相比传统体硅(bulk silicon)而言具有竞争力和差异化的替代方案。并且由于保持了简化的器件结构,因此使用Smart Cut™技术可以显著提升性能、降低能耗与制造成本。

 

 


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