Mikä on SOI?

SOI on lyhenne sanoistaPii-eristeelläKirjaimellisesti se tarkoittaa "piitä eristeen päällä". Käytännössä rakenne on sellainen, että piikiekon päällä on erittäin ohut eristekerros, kuten SiO₂, ja tämän eristekerroksen päälle muodostetaan ohut piikerros. Tämä rakenne erottaa aktiivisen piikerroksen piisubstraatista. Perinteisessä piiprosessissa siru kuitenkin muodostetaan suoraan piisubstraatille ilman eristekerrosta.

SOI-kiekkokoostuu kolmesta keskeisestä rakennekerroksesta: yksikiteisestä piilaitekerroksesta, piidioksidieristekerroksesta (haudattu oksidi eli BOX) ja piisubstraatista. Yhdessä nämä kolme kerrosta muodostavat itsenäisen ja vakaan sähköisen ympäristön, jossa jokaisella kerroksella on oma roolinsa ja joka toimii synergiassa parantaakseen yleistä suorituskykyä ja luotettavuutta.

Ylin yksikiteinen piilaitekerros (tyypillisesti noin 5 nm - 2 μm paksu) on ydinalue, josta transistorit ja muut aktiiviset laitteet valmistetaan. Sen erittäin ohut rakenne on ratkaisevan tärkeä perusta laitteen suorituskyvyn parantamiselle ja jatkuvan skaalauksen mahdollistamiselle.

Keskellä sijaitseva haudattu oksidikerros (BOX) tarjoaa sähköisen eristyksen. Tämä piidioksidikerros, jonka paksuus on yleensä 5 nm - 2 μm, estää tehokkaasti sähköisen kytkennän laitekerroksen ja alla olevan substraatin välillä sekä fysikaalisten että kemiallisten eristysmekanismien avulla.

Pohjalla oleva piisubstraatti tarjoaa pääasiassa rakenteellista jäykkyyttä ja mekaanista stabiiliutta varmistaen kiekon luotettavuuden valmistuksen ja myöhemmän käytön aikana. Sen paksuus on yleensä 200 μm - 700 μm, mikä tarjoaa riittävän mekaanisen tuen ottaen samalla huomioon prosessoitavuuden ja sovellusvaatimukset.

SOI-kiekkojen tärkeimmät edut
1. Suurempi nopeus

• Laitteiden alla oleva haudattu oksidikerros eristää transistorit piisubstraatista. Tämä vähentää loiskapasitanssia, nopeuttaa kytkemistä ja tekee SOI:sta hyvin sopivan nopeaan logiikkaan ja RF-piireihin.

2. Pienempi virrankulutus

• Pienempi kapasitanssi tarkoittaa pienempiä lataus- ja purkaushäviöitä.
• Vähemmän vuotoreittejä johtaa pienempään valmiustilan (staattisen) virrankulutukseen, mikä tekee järjestelmästä energiatehokkaamman.

3. Parempi eristys

• Jokainen laite "istuu" oksidikerroksen päällä, mikä vähentää huomattavasti laitteiden välisiä sähköisiä häiriöitä. Tämä parantaa vakautta integroitaessa analogisia ja digitaalisia piirejä, virranhallintayksiköitä ja RF-moduuleja samalle sirulle.

4. Parannettu säteilyn ja korkeiden lämpötilojen sietokyky

• Säteilyn synnyttämät varaukset leviävät vähemmän todennäköisesti substraatin läpi, mikä tekee SOI-laitteista turvallisempia ja luotettavampia korkean säteilyn ympäristöissä, kuten ilmailu- ja avaruusteollisuudessa.
• Vuotovirran kasvu korkeissa lämpötiloissa on vähemmän voimakasta, mikä on hyödyllistä autoelektroniikassa ja teollisuuden ohjaussovelluksissa.

5. Suotuisa lisäskaalaus

• Erittäin ohuen piikerroksen ansiosta sen päällä ja haudatun oksidikerroksen alla lyhytkanavaisia ​​vaikutuksia hallitaan paremmin, mikä helpottaa laitteen vakaan käyttäytymisen ylläpitämistä prosessisolmujen kutistuessa.

SOI-teknologiaa on jo sovellettu useilla aloilla. Kulutuselektroniikassa sitä käytetään älypuhelinten RF-etupäätmoduuleissa, kuten 5G-suodattimissa. Autoelektroniikassa se tarjoaa vakaan prosessialustan ajoneuvojen sisäisille tutkasiruille. Ilmailu- ja avaruusalalla sitä käytetään erittäin luotettavissa satelliittiviestintälaitteissa. Lääketieteellisissä laitteissa SOI tukee implantoitavien lääketieteellisten antureiden ja erityyppisten pienitehoisten valvontasirujen suunnittelua ja toteutusta.

Yrityksemme tarjoaa räätälöityjä projekteja yksikiteisille piikantokiekoille:

• Piisubstraatin paksuus: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm ja yli

• SiO₂-paksuus: 100 nm - 10 μm

• Aktiivinen piikerros: ≥ 20 nm