SOI nədir?

SOI, bunun qısaltmasıdırSilikon İzolyatorHərfi mənada bu, "izolyator üzərindəki silisium" deməkdir. Praktikada, struktur belədir ki, silisium lövhənin üzərində SiO₂ kimi ultra nazik izolyasiya təbəqəsi var və sonra bu izolyasiya təbəqəsinin üzərində nazik bir silisium təbəqəsi əmələ gəlir. Bu struktur aktiv silisium təbəqəsini silisium substratdan ayırır. Lakin ənənəvi silisium prosesində çip izolyasiya təbəqəsi istifadə etmədən birbaşa silisium substrat üzərində əmələ gəlir.

SOI lövhəsiüç əsas struktur təbəqədən ibarətdir: tək kristallı silikon cihaz təbəqəsi, silikon dioksid izolyasiya təbəqəsi (basdırılmış oksid və ya BOX) və silikon substrat. Birlikdə, bu üç təbəqə müstəqil və sabit elektrik mühiti əmələ gətirir və hər bir təbəqə ümumi performansı və etibarlılığı artırmaq üçün sinerji ilə işləyərkən öz rolunu oynayır.

Üst tək kristallı silikon cihaz təbəqəsi (adətən təxminən 5 nm-dən 2 μm-ə qədər qalınlığında) tranzistorların və digər aktiv cihazların istehsal olunduğu əsas bölgədir. Onun ultra nazik quruluşu cihazın performansını yaxşılaşdırmaq və davamlı miqyaslandırmanı təmin etmək üçün vacib bir təməldir.

Orta basdırılmış oksid (BOX) təbəqəsi elektrik izolyasiyası təmin edir. Adətən 5 nm-dən 2 μm-ə qədər qalınlığında olan bu silikon dioksid təbəqəsi həm fiziki, həm də kimyəvi izolyasiya mexanizmləri vasitəsilə cihaz təbəqəsi ilə alt substrat arasındakı elektrik əlaqəsini effektiv şəkildə bloklayır.

Alt silikon substrat əsasən struktur möhkəmliyi və mexaniki sabitlik təmin edir, istehsal və sonrakı istismar zamanı lövhənin etibarlılığını təmin edir. Qalınlığı ümumiyyətlə 200 μm-dən 700 μm-ə qədərdir və emal qabiliyyəti və tətbiq tələbləri nəzərə alınmaqla kifayət qədər mexaniki dəstək təklif edir.

SOI lövhələrinin əsas üstünlükləri
1. Daha yüksək sürət

• Cihazların altında basdırılmış oksid təbəqəsi ilə tranzistorlar silikon substratdan təcrid olunmuşdur. Bu, parazit tutumunu azaldır, kommutasiyanı sürətləndirir və SOI-ni yüksək sürətli məntiq və RF dövrələri üçün yaxşı uyğunlaşdırır.

2. Daha aşağı enerji istehlakı

• Daha kiçik tutum, daha az doldurma və boşaltma itkisi deməkdir.
• Daha az sızma yolu gözləmə (statik) enerji istehlakının azalmasına səbəb olur və bu da sistemi daha enerji səmərəli edir.

3. Daha yaxşı izolyasiya

• Hər bir cihaz oksid təbəqəsi üzərində "oturur" ki, bu da cihazlar arasında elektrik müdaxiləsini xeyli azaldır. Bu, analoq + rəqəmsal dövrələri, enerji idarəetmə qurğularını və RF modullarını eyni çipə inteqrasiya edərkən sabitliyi artırır.

4. Təkmilləşdirilmiş radiasiya və yüksək temperatur tolerantlığı

• Radiasiya nəticəsində yaranan yüklərin substratdan yayılması ehtimalı daha azdır və bu da SOI cihazlarını aerokosmik kimi yüksək radiasiya mühitlərində daha təhlükəsiz və daha etibarlı edir.
• Yüksək temperaturda sızma cərəyanının artması daha az şiddətlidir və bu da avtomobil elektronikası və sənaye idarəetmə tətbiqləri üçün faydalıdır.

5. Əlavə miqyaslandırma üçün əlverişlidir

• Üstündə çox nazik bir silikon təbəqəsi və altında basdırılmış oksid təbəqəsi ilə qısa kanal effektləri daha yaxşı idarə olunur və bu da proses düyünləri kiçilməyə davam etdikcə cihazın sabit davranışını qorumağı asanlaşdırır.

SOI texnologiyası artıq bir çox sahədə tətbiq olunub. İstehlakçı elektronikasında, 5G filtrləri kimi smartfonların RF ön modullarında istifadə olunur. Avtomobil elektronikasında, nəqliyyat vasitələrində radar çipləri üçün sabit bir proses platforması təmin edir. Aerokosmik sektorda, yüksək etibarlılıqlı peyk rabitə avadanlıqlarında istifadə olunur. Tibbi cihazlarda SOI implantasiya edilə bilən tibbi sensorların və müxtəlif növ aşağı güclü monitorinq çiplərinin dizaynını və tətbiqini dəstəkləyir.

Şirkətimiz tək kristallı silikon daşıyıcı lövhələr üçün xüsusi layihələr təklif edir:

• Silikon substratın qalınlığı: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm və yuxarı

• SiO₂ qalınlığı: 100 nm-dən 10 μm-ə qədər

• Aktiv silikon təbəqəsi: ≥ 20 nm