SOI деген эмне?

SOI - бул кыскартылган сөзИзолятордогу кремнийТүзмө-түз "изолятордогу кремний" дегенди билдирет. Иш жүзүндө, түзүлүшү кремний пластинасынын үстүндө SiO₂ сыяктуу өтө жука изоляциялык катмар бар, андан кийин бул изоляциялык катмардын үстүндө жука кремний катмары пайда болот. Бул түзүлүш активдүү кремний катмарын кремний субстратынан бөлүп турат. Бирок, салттуу кремний процессинде чип изоляциялык катмарды колдонбостон түздөн-түз кремний субстратында пайда болот.

SOI пластинасыүч негизги структуралык катмардан турат: монокристаллдык кремний түзүлүш катмары, кремний диоксидинин изоляциялык катмары (көмүлгөн кычкыл же BOX) жана кремний субстраты. Бул үч катмар биргелешип көз карандысыз жана туруктуу электр чөйрөсүн түзөт, ар бир катмар жалпы өндүрүмдүүлүктү жана ишенимдүүлүктү жогорулатуу үчүн синергияда иштеп жатып, өзүнүн ролун ойнойт.

Үстүнкү монокристалл кремний түзүлүш катмары (адатта калыңдыгы 5 нмден 2 мкмге чейин) транзисторлор жана башка активдүү түзүлүштөр жасалган негизги аймак болуп саналат. Анын өтө жука түзүлүшү түзүлүштүн иштешин жакшыртуу жана үзгүлтүксүз масштабдоону камсыз кылуу үчүн маанилүү негиз болуп саналат.

Ортоңку көмүлгөн кычкыл (BOX) катмары электрдик изоляцияны камсыз кылат. Бул кремний диоксидинин катмары, адатта, калыңдыгы 5 нмден 2 мкмге чейин, түзмөк катмары менен астыңкы субстраттын ортосундагы электрдик байланышты физикалык жана химиялык изоляция механизмдери аркылуу натыйжалуу түрдө бөгөттөйт.

Төмөнкү кремний негизи негизинен структуралык катуулукту жана механикалык туруктуулукту камсыз кылат, бул өндүрүш учурунда жана андан кийинки иштетүүдө пластинанын ишенимдүүлүгүн камсыз кылат. Анын калыңдыгы, адатта, 200 мкмден 700 мкмге чейин, бул жетиштүү механикалык колдоону камсыз кылат, ошол эле учурда иштетүү жөндөмдүүлүгүн жана колдонуу талаптарын эске алат.

SOI пластиналарынын негизги артыкчылыктары
1. Жогорку ылдамдык

• Түзмөктөрдүн астында көмүлгөн кычкыл катмары менен транзисторлор кремний субстратынан бөлүнүп турат. Бул мите сыйымдуулукту азайтат, которулууну тездетет жана SOIди жогорку ылдамдыктагы логика жана RF схемалары үчүн жакшы ылайыктуу кылат.

2. Төмөнкү энергия керектөө

• Кичинекей сыйымдуулук заряддоо жана разряддоо жоготууларынын азайышын билдирет.
• Агып кетүү жолдорунун азайышы күтүү режиминдеги (статикалык) энергия керектөөнүн азайышына алып келет, бул системанын энергияны үнөмдүү пайдалануусун шарттайт.

3. Жакшыраак обочолонуу

• Ар бир түзмөк кычкыл катмарында "отурат", бул түзмөктөрдүн ортосундагы электрдик тоскоолдуктарды бир топ азайтат. Бул аналогдук + санариптик схемаларды, кубаттуулукту башкаруу блокторун жана RF модулдарын бир чипке интеграциялоодо туруктуулукту жакшыртат.

4. Радиацияга жана жогорку температурага туруктуулукту жакшыртуу

• Радиациядан пайда болгон заряддардын субстрат аркылуу таралышы ыктымалдыгы азыраак, бул SOI түзмөктөрүн аэрокосмос сыяктуу жогорку радиациялык чөйрөлөрдө коопсуз жана ишенимдүү кылат.
• Жогорку температурада агып кетүү тогунун көбөйүшү анчалык деле байкалбайт, бул автомобиль электроникасы жана өнөр жайлык башкаруу колдонмолору үчүн пайдалуу.

5. Андан ары масштабдоо үчүн ыңгайлуу

• Үстүндө өтө жука кремний катмары жана астында көмүлгөн кычкыл катмары менен кыска каналдуу эффекттер жакшыраак башкарылат, бул процесстик түйүндөр кичирейе берген сайын түзмөктүн туруктуу иштешин сактоону жеңилдетет.

SOI технологиясы буга чейин бир нече тармактарда колдонулган. Керектөөчү электроникада ал смартфондордун RF алдыңкы модулдарында, мисалы, 5G чыпкаларында колдонулат. Автоунаа электроникасында ал унаадагы радар чиптери үчүн туруктуу процесстик платформаны камсыз кылат. Аэрокосмос тармагында ал жогорку ишенимдүүлүктөгү спутниктик байланыш жабдууларында колдонулат. Медициналык шаймандарда SOI имплантациялануучу медициналык сенсорлорду жана ар кандай типтеги аз кубаттуулуктагы мониторинг чиптерин долбоорлоону жана ишке ашырууну колдойт.

Биздин компания монокристаллдуу кремний ташуучу пластиналар үчүн атайын долбоорлорду сунуштайт:

• Кремний субстратынын калыңдыгы: 100 мкм / 300 мкм / 400 мкм / 500 мкм / 625 мкм жана андан жогору

• SiO₂ калыңдыгы: 100 нмден 10 мкмге чейин

• Активдүү кремний катмары: ≥ 20 нм