რა არის SOI?

SOI არის აბრევიატურასილიკონი-იზოლატორზესიტყვასიტყვით, ეს ნიშნავს „სილიციუმს იზოლატორზე“. პრაქტიკაში, სტრუქტურა გულისხმობს ულტრათხელი საიზოლაციო ფენას, როგორიცაა SiO₂, სილიციუმის ვაფლის თავზე, შემდეგ კი ამ საიზოლაციო ფენის თავზე წარმოიქმნება თხელი სილიციუმის ფენა. ეს სტრუქტურა გამოყოფს აქტიურ სილიციუმის ფენას სილიციუმის სუბსტრატისგან. თუმცა, ტრადიციული სილიციუმის პროცესში ჩიპი ყალიბდება პირდაპირ სილიციუმის სუბსტრატზე, საიზოლაციო ფენის გამოყენების გარეშე.

SOI ვაფლიშედგება სამი ძირითადი სტრუქტურული ფენისგან: ერთკრისტალური სილიციუმის მოწყობილობის ფენა, სილიციუმის დიოქსიდის იზოლაციის ფენა (დამარხული ოქსიდი, ან BOX) და სილიციუმის სუბსტრატი. ერთად, ეს სამი ფენა ქმნის დამოუკიდებელ და სტაბილურ ელექტრულ გარემოს, სადაც თითოეული ფენა ასრულებს საკუთარ როლს და ამავდროულად სინერგიულად მუშაობს საერთო მუშაობისა და საიმედოობის გასაუმჯობესებლად.

ზედა ერთკრისტალური სილიციუმის ფენა (როგორც წესი, დაახლოებით 5 ნმ-დან 2 მკმ-მდე სისქით) წარმოადგენს ბირთვის რეგიონს, სადაც ტრანზისტორები და სხვა აქტიური მოწყობილობები მზადდება. მისი ულტრათხელი სტრუქტურა მოწყობილობის მუშაობის გაუმჯობესებისა და უწყვეტი მასშტაბირების უზრუნველყოფის უმნიშვნელოვანესი საფუძველია.

შუაში ჩამარხული ოქსიდის (BOX) ფენა უზრუნველყოფს ელექტრულ იზოლაციას. სილიციუმის დიოქსიდის ეს ფენა, რომლის სისქე ჩვეულებრივ 5 ნმ-დან 2 მკმ-მდეა, ეფექტურად ბლოკავს მოწყობილობის ფენასა და მის ქვეშ არსებულ სუბსტრატს შორის ელექტრულ შეერთებას როგორც ფიზიკური, ასევე ქიმიური იზოლაციის მექანიზმების მეშვეობით.

ქვედა სილიკონის სუბსტრატი ძირითადად უზრუნველყოფს სტრუქტურულ სიმტკიცეს და მექანიკურ სტაბილურობას, რაც უზრუნველყოფს ვაფლის საიმედოობას წარმოებისა და შემდგომი ექსპლუატაციის დროს. მისი სისქე, როგორც წესი, 200 მკმ-დან 700 მკმ-მდე დიაპაზონშია, რაც უზრუნველყოფს საკმარის მექანიკურ საყრდენს დამუშავების სირთულისა და გამოყენების მოთხოვნების გათვალისწინებით.

SOI ვაფლების ძირითადი უპირატესობები
1. უფრო მაღალი სიჩქარე

• მოწყობილობების ქვეშ დამარხული ოქსიდის ფენის გამო, ტრანზისტორები იზოლირებულია სილიციუმის სუბსტრატისგან. ეს ამცირებს პარაზიტულ ტევადობას, აჩქარებს გადართვას და SOI-ს კარგად შესაფერისს ხდის მაღალსიჩქარიანი ლოგიკური და რადიოსიხშირული სქემებისთვის.

2. დაბალი ენერგომოხმარება

• მცირე ტევადობა ნიშნავს ნაკლებ დანაკარგებს დატენვისა და განმუხტვის დროს.
• გაჟონვის ნაკლები გზა ამცირებს სტატიკური (ლოდინის) ენერგიის მოხმარებას, რაც სისტემას უფრო ენერგოეფექტურს ხდის.

3. უკეთესი იზოლაცია

• თითოეული მოწყობილობა „მდებარეობს“ ოქსიდის ფენაზე, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს მოწყობილობებს შორის ელექტრულ ჩარევას. ეს აუმჯობესებს სტაბილურობას ანალოგური + ციფრული სქემების, ენერგიის მართვის ბლოკებისა და RF მოდულების ერთ ჩიპზე ინტეგრირებისას.

4. გაუმჯობესებული რადიაცია და მაღალი ტემპერატურისადმი ტოლერანტობა

• რადიაციით გენერირებული მუხტები ნაკლებად ვრცელდება სუბსტრატში, რაც SOI მოწყობილობებს უფრო უსაფრთხოს და საიმედოს ხდის მაღალი რადიაციის გარემოში, როგორიცაა აერონავტიკა.
• მაღალ ტემპერატურაზე გაჟონვის დენის ზრდა ნაკლებად მკვეთრია, რაც სასარგებლოა საავტომობილო ელექტრონიკისა და სამრეწველო კონტროლის აპლიკაციებისთვის.

5. ხელსაყრელია შემდგომი მასშტაბირებისთვის

• ზედა ნაწილში ძალიან თხელი სილიკონის ფენის და ქვედა ნაწილში ჩამარხული ოქსიდის ფენის წყალობით, მოკლე არხის ეფექტები უკეთ კონტროლდება, რაც აადვილებს მოწყობილობის სტაბილური ქცევის შენარჩუნებას, რადგან პროცესის კვანძები აგრძელებენ შემცირებას.

SOI ტექნოლოგია უკვე გამოიყენება მრავალ სფეროში. სამომხმარებლო ელექტრონიკაში ის გამოიყენება სმარტფონების RF წინა ნაწილის მოდულებში, როგორიცაა 5G ფილტრები. საავტომობილო ელექტრონიკაში ის უზრუნველყოფს სტაბილურ დამუშავების პლატფორმას ავტომობილში დამონტაჟებული რადარის ჩიპებისთვის. აერონავტიკის სექტორში ის გამოიყენება მაღალი საიმედოობის თანამგზავრული კომუნიკაციის მოწყობილობებში. სამედიცინო მოწყობილობებში SOI მხარს უჭერს იმპლანტირებადი სამედიცინო სენსორების და სხვადასხვა ტიპის დაბალი სიმძლავრის მონიტორინგის ჩიპების დიზაინსა და დანერგვას.

ჩვენი კომპანია გთავაზობთ ერთკრისტალური სილიციუმის მატარებელი ვაფლების ინდივიდუალურ პროექტებს:

• სილიკონის სუბსტრატის სისქე: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm და მეტი

• SiO₂ სისქე: 100 ნმ-დან 10 μm-მდე

• აქტიური სილიციუმის ფენა: ≥ 20 ნმ