SOI શું છે?

SOI એ સંક્ષેપ છેસિલિકોન-ઓન-ઇન્સ્યુલેટર. શાબ્દિક રીતે, તેનો અર્થ "ઇન્સ્યુલેટર પર સિલિકોન" થાય છે. વ્યવહારમાં, રચના એવી છે કે સિલિકોન વેફરની ટોચ પર એક અતિ-પાતળું ઇન્સ્યુલેટિંગ સ્તર હોય છે, જેમ કે SiO₂, અને પછી આ ઇન્સ્યુલેટિંગ સ્તરની ટોચ પર એક પાતળું સિલિકોન સ્તર બને છે. આ રચના સક્રિય સિલિકોન સ્તરને સિલિકોન સબસ્ટ્રેટથી અલગ કરે છે. જોકે, પરંપરાગત સિલિકોન પ્રક્રિયામાં, ચિપ ઇન્સ્યુલેટિંગ સ્તરનો ઉપયોગ કર્યા વિના સીધી સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ પર બનાવવામાં આવે છે.

SOI વેફરત્રણ મુખ્ય માળખાકીય સ્તરોથી બનેલું છે: એક સિંગલ-ક્રિસ્ટલ સિલિકોન ડિવાઇસ સ્તર, એક સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્તર (દફનાવવામાં આવેલ ઓક્સાઇડ, અથવા BOX), અને એક સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ. એકસાથે, આ ત્રણ સ્તરો એક સ્વતંત્ર અને સ્થિર વિદ્યુત વાતાવરણ બનાવે છે, જેમાં દરેક સ્તર એકંદર કામગીરી અને વિશ્વસનીયતા વધારવા માટે સિનર્જીમાં કામ કરતી વખતે પોતાની ભૂમિકા ભજવે છે.

ટોચનું સિંગલ-ક્રિસ્ટલ સિલિકોન ડિવાઇસ લેયર (સામાન્ય રીતે લગભગ 5 nm થી 2 μm જાડાઈ) એ મુખ્ય ક્ષેત્ર છે જ્યાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને અન્ય સક્રિય ઉપકરણો બનાવવામાં આવે છે. તેનું અતિ-પાતળું માળખું ઉપકરણ પ્રદર્શન સુધારવા અને સતત સ્કેલિંગને સક્ષમ કરવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ પાયો છે.

મધ્યમ દફનાવવામાં આવેલ ઓક્સાઇડ (BOX) સ્તર વિદ્યુત અલગતા પ્રદાન કરે છે. આ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ સ્તર, સામાન્ય રીતે 5 nm થી 2 μm જાડાઈનું, ભૌતિક અને રાસાયણિક અલગતા પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉપકરણ સ્તર અને અંતર્ગત સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના વિદ્યુત જોડાણને અસરકારક રીતે અવરોધે છે.

નીચેનો સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ મુખ્યત્વે માળખાકીય કઠોરતા અને યાંત્રિક સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે, જે ઉત્પાદન અને ત્યારબાદની કામગીરી દરમિયાન વેફરની વિશ્વસનીયતા સુનિશ્ચિત કરે છે. તેની જાડાઈ સામાન્ય રીતે 200 μm થી 700 μm ની રેન્જમાં હોય છે, જે પ્રક્રિયાક્ષમતા અને એપ્લિકેશન આવશ્યકતાઓને ધ્યાનમાં રાખીને પૂરતો યાંત્રિક સપોર્ટ પ્રદાન કરે છે.

SOI વેફર્સના મુખ્ય ફાયદા
૧.ઉચ્ચ ગતિ

• ઉપકરણોની નીચે દફનાવવામાં આવેલા ઓક્સાઇડ સ્તર સાથે, ટ્રાન્ઝિસ્ટર સિલિકોન સબસ્ટ્રેટથી અલગ થઈ જાય છે. આ પરોપજીવી કેપેસીટન્સ ઘટાડે છે, સ્વિચિંગને ઝડપી બનાવે છે અને SOI ને હાઇ-સ્પીડ લોજિક અને RF સર્કિટ માટે યોગ્ય બનાવે છે.

2. ઓછી વીજ વપરાશ

• ઓછી કેપેસીટન્સ એટલે ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગમાં ઘટાડો.
• ઓછા લિકેજ પાથ સ્ટેન્ડબાય (સ્ટેટિક) પાવર વપરાશમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, જે સિસ્ટમને વધુ પાવર-કાર્યક્ષમ બનાવે છે.

૩. વધુ સારું આઇસોલેશન

• દરેક ઉપકરણ ઓક્સાઇડ સ્તર પર "બેઠેલું" હોય છે, જે ઉપકરણો વચ્ચે વિદ્યુત હસ્તક્ષેપને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે. આ એનાલોગ + ડિજિટલ સર્કિટ, પાવર મેનેજમેન્ટ યુનિટ અને RF મોડ્યુલ્સને સમાન ચિપ પર એકીકૃત કરતી વખતે સ્થિરતામાં સુધારો કરે છે.

૪. સુધારેલ કિરણોત્સર્ગ અને ઉચ્ચ-તાપમાન સહિષ્ણુતા

• રેડિયેશન-જનરેટેડ ચાર્જ સબસ્ટ્રેટ દ્વારા ફેલાવાની શક્યતા ઓછી હોય છે, જે SOI ઉપકરણોને એરોસ્પેસ જેવા ઉચ્ચ-કિરણોત્સર્ગ વાતાવરણમાં વધુ સુરક્ષિત અને વધુ વિશ્વસનીય બનાવે છે.
• ઊંચા તાપમાને લિકેજ કરંટમાં વધારો ઓછો ગંભીર હોય છે, જે ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ એપ્લિકેશનો માટે ફાયદાકારક છે.

૫. વધુ સ્કેલિંગ માટે અનુકૂળ

• ઉપર ખૂબ જ પાતળા સિલિકોન સ્તર અને નીચે દફનાવવામાં આવેલા ઓક્સાઇડ સ્તર સાથે, શોર્ટ-ચેનલ અસરો વધુ સારી રીતે નિયંત્રિત થાય છે, જે પ્રક્રિયા ગાંઠો સંકોચાતા રહે ત્યારે સ્થિર ઉપકરણ વર્તન જાળવવાનું સરળ બનાવે છે.

SOI ટેકનોલોજી પહેલાથી જ અનેક ક્ષેત્રોમાં લાગુ કરવામાં આવી છે. કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, તેનો ઉપયોગ સ્માર્ટફોનના RF ફ્રન્ટ-એન્ડ મોડ્યુલોમાં થાય છે, જેમ કે 5G ફિલ્ટર્સ. ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, તે વાહનમાં રડાર ચિપ્સ માટે એક સ્થિર પ્રક્રિયા પ્લેટફોર્મ પૂરું પાડે છે. એરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં, તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-વિશ્વસનીયતા ઉપગ્રહ સંચાર ઉપકરણોમાં થાય છે. તબીબી ઉપકરણોમાં, SOI ઇમ્પ્લાન્ટેબલ મેડિકલ સેન્સર અને વિવિધ પ્રકારના લો-પાવર મોનિટરિંગ ચિપ્સની ડિઝાઇન અને અમલીકરણને સમર્થન આપે છે.

અમારી કંપની સિંગલ-ક્રિસ્ટલ સિલિકોન કેરિયર વેફર્સ માટે કસ્ટમ પ્રોજેક્ટ્સ ઓફર કરે છે:

• સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ જાડાઈ: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm અને તેથી વધુ

• SiO₂ જાડાઈ: 100 nm થી 10 μm સુધી

• સક્રિય સિલિકોન સ્તર: ≥ 20 nm