电源管理SOI硅片

Okmetic的电源管理SOI硅片是绝缘体上键合硅片,结合了低至 <0.001欧姆-厘米的电阻率和严格控制的电阻率变化,以及优化的氧浓度和低缺陷密度水平。它们为功率器件栅极驱动器、电池和电源管理集成电路、智能电源模块以及其他使用先进BCD或BiCMOS工艺的智能功率器件提供了完美的平台。   

自2015年以来,Okmetic一直在为客户提供大批量应用于电源管理器件的SOI硅片。电源管理SOI硅片是最先进的电源类硅基衬底,可实现高集成度、降低功率损耗并提高良率。这些硅片是通过将两个硅晶圆键合在一起并在其间留下绝缘埋氧层的方式来制造的。键合技术可实现更厚的器件层,以满足小型化芯片的高功率密度要求。此外,我们的电源管理SOI硅片具有完全可定制化的埋氧层厚度,能进一步改进器件的隔离能力。这确保了电源管理器件具有卓越的高压性能。 

电源管理SOI硅片可实现更高的电流密度并改进隔离效果

我们标志性的先进磁拉(A-MCz®)长晶法是能够为电源管理SOI硅片赋能的重要原因之一。这种工艺使SOI硅片的电阻率低至<0.001欧姆-厘米,同时具备严格的电阻率控制,以及低且受控的氧含量水平和低缺陷水平。所有这些因素都有利于电源管理器件的制备。  

除了电源管理SOI硅片,Okmetic还为硅上氮化镓(GaN-on-Si)应用提供SOI硅片。详细了解使用SOI硅片作为功率GaN硅基衬底

完全可定制化的SOI硅片解决方案,满足电源管理器件的要求

电源管理SOI硅片适用于多种器件的制备,譬如功率器件栅极驱动器(IGBT, 功率MOSFET, 碳化硅MOSFET, 氮化镓HEMT)、电池和电源管理集成电路、智能电源模块(IPM)以及其他使用先进BCD或BiCMOS工艺的智能电源应用(譬如功率ASIC)。

电源管理SOI硅片适用于功率器件栅极驱动器(IGBT, 功率MOSFET, 碳化硅MOSFET, 氮化镓HEMT)、电池和电源管理集成电路、智能电源模块以及其他使用先进BCD或BiCMOS工艺的智能电源应用

Okmetic电源管理SOI硅片的属性是完全可定制的。电源管理SOI硅片的器件层厚度可在1.0微米至 >200微米之间自由选择,厚度公差低至 ±0.1微米(8英寸硅片)或 ±0.2微米(6英寸硅片)。较厚的器件层的好处使可以实现更高的工作电流密度。埋氧层厚度也可以在0.5微米至5微米之间自由选择。Okmetic可以提供无台阶型电源管理SOI硅片,从而最大可能地实现硅片的可用面积。

与其他Okmetic的绝缘体上硅片一样,电源管理SOI硅片可进行定制,以满足您具体的设备和工艺需求。我们的销售人员和技术支持都将很乐意帮助您定制并选择硅片参数,已找到适合您需求的最佳解决方案。

电源管理SOI硅片与体硅片比较 

相比体硅片,SOI硅片是更具成本效益的解决方案。这是因为SOI硅片的分层结构除了提供更多的设计自由度之外,还可以减小裸片尺寸并增加每个硅片可实现的芯片数量。针对电源管理器件需求进行优化的SOI硅片可以实现更高的电压并改善隔离效果,还可以实现高共模瞬态抗扰度(CMTI)的设计,以驱动碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)HEMT功率器件。

与体硅片相比,电源管理SOI硅片的主要优势之一是埋氧层和沟槽隔离能够在同一片芯片上实现低压、中压和高压模块的集成,并同时缩减芯片的尺寸。电源管理SOI硅片还可以减少器件层引起的漏电,也不会产生由衬底引起的漏电现象。此外,电源管理SOI硅片还能够防止闩锁效应并改进ESD保护及EMI抑制功能,这也是长于体硅片的优势之一。电源管理SOI硅片具有卓越的高温稳定性,这使其成为系统级封装(SiP)设计的理想平台。通过缩短驱动器和功率晶体管之间的距离,这一特性对敏感的E模式氮化镓HEMT很关键。

电源管理SOI硅片具有多重优势: 

  • 在同一片芯片上能够轻松且更紧凑地集成不同电压下运行的器件(低压和高压) 
  • LIGBT和LDMOSFET等功率晶体管可与栅极驱动器集成在同一芯片上
  • 减小器件尺寸并提高了其可靠性 
  • 减少漏电情况发生,最大限度地减少功率损耗 
  • 隔离晶体管之间无寄生闩锁现象 
  • 耐高温的属性有助于设计在恶劣环境下运行的高性能集成电路
  • 实现高共模瞬态抗扰度(CMTI)的设计  
  • 设计和原型制作过程方便

汽车SOI-BCD的电源管理SOI硅片

基于SOI-BCD的电源ASIC在传统型汽车和新能源车中都越来越普遍。Okmetic的电源管理SOI硅片具有较厚的器件层,较宽的安全工作区域、卓越的热特性和针对工艺变化的稳健电气特性都能够满足汽车行业严苛的要求。此外,SOI-BCD平台采用更厚的器件层,在不影响电压范围或晶体管种类的前提下其灵活性更高。Okmetic可以通过增加器件层厚度的方式来减轻颇具挑战性的背栅效应,确保符合击穿电压的要求。

Okmetic的电源管理SOI硅片是符合汽车要求的高压BCD平台的绝佳选择

电源管理SOI硅片的常用规格  

长晶方式 Cz, MCz, A-MCz® 
直径200mm, 150mm
晶向 <100>, <111> 
N 型掺杂剂 磷、红磷、锑、砷
P 型掺杂剂 硼 
电阻率1<0.001至>1500欧姆-厘米
电阻率容差根据价格目标和电阻率范围确定
氧浓度 (Oi)2<4至13 ppma
器件层厚度31微米到>200微米 (±0.1微米)
埋氧层厚度40.3微米到>5微米  
衬底层厚度5300微米至950微米 (±3-5微米) 
背面 抛光、蚀刻、有/无氧化
台阶区域标准或无台阶(适用于200mm硅片)
1根据掺杂剂类型,可能会超过1500欧姆-厘米。电阻率范围因掺杂剂和晶向而异。
2ASTM F121-831/SEMI MF1188-1107
3在一定限制条件下可实现其他厚度。150mm硅片厚度容差为±0.2微米。
4类型:热氧化物。通常厚度为0.5至2微米,一定限制条件下可实现>5微米的埋氧层厚度。​
5 200mm硅片:通常为725微米,150mm硅片:通常为675微米,对于要求严苛的器件有±3微米的容差
完全兼容CMOS硅片表面质量和清洁度要求

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