SOI гэж юу вэ?

SOI гэдэг нь товчлол юмЦахиур дээр тусгаарлагчШууд утгаараа энэ нь "тусгаарлагч дээрх цахиур" гэсэн утгатай. Практикт цахиурын хавтангийн дээр SiO₂ гэх мэт хэт нимгэн тусгаарлагч давхарга байдаг бөгөөд дараа нь энэхүү тусгаарлагч давхаргын дээр нимгэн цахиурын давхарга үүсдэг. Энэ бүтэц нь идэвхтэй цахиурын давхаргыг цахиурын суурьнаас тусгаарладаг. Гэсэн хэдий ч уламжлалт цахиурын процесст чипийг тусгаарлагч давхарга ашиглахгүйгээр цахиурын суурь дээр шууд үүсгэдэг.

SOI вафлинь гурван гол бүтцийн давхаргаас бүрдэнэ: дан талст цахиурын төхөөрөмжийн давхарга, цахиурын давхар ислийн тусгаарлагч давхарга (булшсан исэл буюу BOX) болон цахиурын суурь. Эдгээр гурван давхарга нь хамтдаа бие даасан, тогтвортой цахилгаан орчныг бүрдүүлдэг бөгөөд давхарга бүр нь нийт гүйцэтгэл болон найдвартай байдлыг сайжруулахын тулд синерги хэлбэрээр ажиллахын зэрэгцээ өөрийн үүргийг гүйцэтгэдэг.

Дээд талст цахиурын төхөөрөмжийн давхарга (ихэвчлэн 5 нм-ээс 2 μм зузаантай) нь транзистор болон бусад идэвхтэй төхөөрөмжүүдийг үйлдвэрлэдэг гол хэсэг юм. Түүний хэт нимгэн бүтэц нь төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулж, тасралтгүй өргөтгөх боломжийг олгох чухал үндэс суурь юм.

Дунд хэсэгт нь булсан исэл (BOX) давхарга нь цахилгаан тусгаарлалтыг хангадаг. Энэхүү цахиурын давхар ислийн давхарга нь ихэвчлэн 5 нм-ээс 2 μм зузаантай бөгөөд төхөөрөмжийн давхарга болон доорх суурь хоорондын цахилгаан холболтыг физик болон химийн тусгаарлах механизмаар үр дүнтэй хаадаг.

Ёроолын цахиурын суурь нь голчлон бүтцийн хатуулаг, механик тогтвортой байдлыг хангаж, үйлдвэрлэл болон дараагийн ашиглалтын явцад вафлийн найдвартай байдлыг хангадаг. Түүний зузаан нь ерөнхийдөө 200 мкм-ээс 700 мкм хооронд байдаг бөгөөд энэ нь боловсруулалтын чадвар болон хэрэглээний шаардлагыг харгалзан хангалттай механик дэмжлэг үзүүлдэг.

SOI вафлийн гол давуу талууд
1. Өндөр хурд

• Төхөөрөмжүүдийн доор булагдсан исэл давхаргатай тул транзисторууд нь цахиурын суурьнаас тусгаарлагдсан байдаг. Энэ нь паразит багтаамжийг бууруулж, шилжүүлэлтийг хурдасгаж, SOI-г өндөр хурдны логик болон RF хэлхээнд тохиромжтой болгодог.

2. Цахилгаан зарцуулалт бага

• Бага багтаамж нь цэнэглэх болон цэнэггүйжүүлэх алдагдал багатай гэсэн үг юм.
• Алдагдлын зам цөөн байх нь зогсолтын (статик) эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, системийг илүү эрчим хүчний хэмнэлттэй болгодог.

3. Илүү сайн тусгаарлалт

• Төхөөрөмж бүр исэл давхарга дээр "сууж" байгаа нь төхөөрөмжүүдийн хоорондох цахилгааны хөндлөнгийн оролцоог эрс багасгадаг. Энэ нь аналог + дижитал хэлхээ, тэжээлийн удирдлагын нэгж болон RF модулиудыг нэг чип дээр нэгтгэх үед тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.

4. Цацраг туяа болон өндөр температурт тэсвэртэй байдлыг сайжруулсан

• Цацраг туяанаас үүссэн цэнэг нь суурь материалаар тархах магадлал багатай тул SOI төхөөрөмжүүдийг сансар судлал гэх мэт өндөр цацраг идэвхт орчинд илүү аюулгүй, найдвартай болгодог.
• Өндөр температурт алдагдлын гүйдлийн өсөлт нь бага зэрэг ноцтой бөгөөд энэ нь автомашины электроник болон үйлдвэрлэлийн хяналтын хэрэглээнд ашигтай юм.

5. Цаашид өргөжүүлэхэд тохиромжтой

• Дээд талд нь маш нимгэн цахиурын давхарга, доор нь далдлагдсан исэл давхаргатай тул богино сувгийн нөлөөллийг илүү сайн хянадаг бөгөөд энэ нь процессын зангилаа агшиж байх үед төхөөрөмжийн тогтвортой ажиллагааг хадгалахад хялбар болгодог.

SOI технологийг аль хэдийн олон салбарт хэрэглэж ирсэн. Хэрэглээний электроникийн салбарт үүнийг 5G шүүлтүүр гэх мэт ухаалаг гар утасны RF урд талын модулиудад ашигладаг. Автомашины электроникийн салбарт энэ нь тээврийн хэрэгслийн радарын чипүүдэд тогтвортой процессын платформ болдог. Агаарын тээврийн салбарт үүнийг өндөр найдвартай хиймэл дагуулын холбооны тоног төхөөрөмжид ашигладаг. Эмнэлгийн хэрэгсэлд SOI нь суулгацтай эмнэлгийн мэдрэгч болон янз бүрийн төрлийн бага чадлын хяналтын чипийг зохион бүтээх, хэрэгжүүлэхийг дэмждэг.

Манай компани дан талст цахиурын зөөгч вафлины захиалгат төслүүдийг санал болгож байна:

• Цахиурын суурь зузаан: 100 μм / 300 μм / 400 μм / 500 μм / 625 μм ба түүнээс дээш

• SiO₂ зузаан: 100 нм-ээс 10 μм хүртэл

• Идэвхтэй цахиурын давхарга: ≥ 20 нм