上海微系统所：国内首片 300 mm SOI 晶圆制备完成，实现技术从无到有重大突破

CTOnews.com 10 月 20 日消息，据中国科学院上海微系统所消息，上海微系统所魏星研究员团队近日宣布，在 300 mm SOI 晶圆制造技术方面已取得突破性进展，制备出了国内第一片 300 mm 射频（RF）SOI 晶圆。

CTOnews.com从文章中得知，相关科研团队基于集成电路材料全国重点实验室 300 mm SOI 研发平台，依次解决了 300 mm 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。

据悉，为了制备适用于 300 mm RF-SOI 的低氧高阻衬底，团队自主开发了耦合横向磁场的三维晶体生长传热传质模型，并首次揭示了晶体感应电流对硅熔体内对流和传热传质的影响机制以及结晶界面附近氧杂质的输运机制，相关成果分别发表在晶体学领域的顶级期刊上。

官方表示，多晶硅层用作电荷俘获层是 RF-SOI 中提高器件射频性能的关键技术，晶粒大小、取向、晶界分布、多晶硅电阻率等参数与电荷俘获性能有密切的关系。

此外，由于多晶硅 / 硅的复合结构，使得硅晶圆应力极难控制。团队为制造适用于 300 mm RF-SOI 晶圆的多晶硅层找到了合适的工艺窗口，实现了多晶硅层厚度、晶粒尺寸、晶向和应力的人工调节。

在 300 mm RF-SOI 晶圆制备过程中，团队自主开发了基于高温热处理的非接触式平坦化工艺，实现了 SOI 晶圆原子级表面平坦化。

官方表示，目前 RF-SOI 晶圆已经成为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 200 mm 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。

300 mm RF-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。