SOI हे याचे संक्षिप्त रूप आहेसिलिकॉन-ऑन-इन्सुलेटरशब्दशः याचा अर्थ "विद्युतरोधकावरील सिलिकॉन" असा होतो. व्यवहारात, रचना अशी असते की सिलिकॉन वेफरच्या वर SiO₂ सारखा एक अति-पातळ विद्युतरोधक थर असतो आणि नंतर या विद्युतरोधक थरावर सिलिकॉनचा एक पातळ थर तयार केला जातो. ही रचना सक्रिय सिलिकॉन थराला सिलिकॉन सबस्ट्रेटपासून वेगळे करते. तथापि, पारंपरिक सिलिकॉन प्रक्रियेमध्ये, विद्युतरोधक थराचा वापर न करता चिप थेट सिलिकॉन सबस्ट्रेटवर तयार केली जाते.
एसओआय वेफरहे तीन मुख्य संरचनात्मक थरांनी बनलेले आहे: एक-स्फटिक सिलिकॉन उपकरण थर, सिलिकॉन डायऑक्साइड विद्युतरोधक थर (बर्ड ऑक्साइड, किंवा बॉक्स), आणि सिलिकॉन सबस्ट्रेट. हे तीनही थर मिळून एक स्वतंत्र आणि स्थिर विद्युत वातावरण तयार करतात, ज्यात प्रत्येक थर आपली स्वतःची भूमिका बजावतो आणि एकूण कार्यक्षमता व विश्वसनीयता वाढवण्यासाठी एकत्रितपणे कार्य करतो.
सर्वात वरचा एकल-स्फटिक सिलिकॉन उपकरणाचा थर (साधारणपणे ५ नॅनोमीटर ते २ मायक्रोमीटर जाडीचा) हा गाभ्याचा भाग आहे, जिथे ट्रान्झिस्टर आणि इतर सक्रिय उपकरणे तयार केली जातात. त्याची अत्यंत पातळ रचना ही उपकरणाची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आणि सतत आकारवाढ (स्केलिंग) शक्य करण्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण पाया आहे.
मध्यवर्ती बरीड ऑक्साइड (BOX) थर विद्युत अलगीकरण प्रदान करतो. सिलिकॉन डायऑक्साइडचा हा थर, जो साधारणपणे ५ नॅनोमीटर ते २ मायक्रोमीटर जाडीचा असतो, भौतिक आणि रासायनिक अशा दोन्ही अलगीकरण यंत्रणांद्वारे डिव्हाइस थर आणि त्याखालील सबस्ट्रेट यांच्यातील विद्युत युग्मन प्रभावीपणे रोखतो.
तळाचा सिलिकॉन सबस्ट्रेट प्रामुख्याने संरचनात्मक दृढता आणि यांत्रिक स्थिरता प्रदान करतो, ज्यामुळे उत्पादन आणि त्यानंतरच्या प्रक्रियेदरम्यान वेफरची विश्वसनीयता सुनिश्चित होते. त्याची जाडी साधारणपणे २०० μm ते ७०० μm च्या दरम्यान असते, जी प्रक्रियाक्षमता आणि अनुप्रयोगाच्या गरजा विचारात घेऊन पुरेसा यांत्रिक आधार देते.
एसओआय वेफर्सचे मुख्य फायदे
१. जास्त वेग
- डिव्हाइसेसच्या खाली असलेल्या बरीड ऑक्साइड लेयरमुळे, ट्रान्झिस्टर सिलिकॉन सबस्ट्रेटपासून वेगळे केले जातात. यामुळे पॅरासिटिक कपॅसिटन्स कमी होतो, स्विचिंगचा वेग वाढतो आणि SOI हाय-स्पीड लॉजिक व RF सर्किट्ससाठी अत्यंत उपयुक्त ठरते.
२. कमी वीज वापर
- कमी धारकता म्हणजे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगमधील कमी हानी.
- गळतीचे मार्ग कमी झाल्यामुळे स्टँडबाय (स्थिर) वीज वापर कमी होतो, ज्यामुळे प्रणाली अधिक ऊर्जा-कार्यक्षम बनते.
३. उत्तम विलगीकरण
- प्रत्येक उपकरण एका ऑक्साइड थरावर बसवलेले असते, ज्यामुळे उपकरणांमधील विद्युत व्यत्यय मोठ्या प्रमाणात कमी होतो. यामुळे एकाच चिपवर अॅनालॉग + डिजिटल सर्किट्स, पॉवर मॅनेजमेंट युनिट्स आणि आरएफ मॉड्यूल्स एकत्रित करताना स्थिरता सुधारते.
४. सुधारित किरणोत्सर्ग आणि उच्च तापमान सहनशीलता
- विकिरणामुळे निर्माण झालेले चार्ज सबस्ट्रेटमधून पसरण्याची शक्यता कमी असते, ज्यामुळे एरोस्पेससारख्या उच्च-विकिरण वातावरणात एसओआय उपकरणे अधिक सुरक्षित आणि विश्वसनीय बनतात.
- उच्च तापमानात लीकेज करंटमधील वाढ कमी गंभीर असते, जे ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक्स आणि औद्योगिक नियंत्रण अनुप्रयोगांसाठी फायदेशीर आहे.
५. पुढील विस्तारासाठी अनुकूल
- वरच्या बाजूला अतिशय पातळ सिलिकॉनचा थर आणि खालच्या बाजूला बरीड ऑक्साइडचा थर असल्यामुळे, शॉर्ट-चॅनल इफेक्ट्स अधिक चांगल्या प्रकारे नियंत्रित केले जातात, ज्यामुळे प्रोसेस नोड्स लहान होत असतानाही डिव्हाइसचे स्थिर वर्तन राखणे सोपे होते.
SOI तंत्रज्ञान आधीच अनेक क्षेत्रांमध्ये लागू केले गेले आहे. ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये, याचा वापर स्मार्टफोनच्या RF फ्रंट-एंड मॉड्यूल्समध्ये, जसे की 5G फिल्टर्समध्ये केला जातो. ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये, ते वाहनातील रडार चिप्ससाठी एक स्थिर प्रक्रिया प्लॅटफॉर्म प्रदान करते. एरोस्पेस क्षेत्रात, याचा उपयोग उच्च-विश्वसनीयता असलेल्या उपग्रह संचार उपकरणांमध्ये केला जातो. वैद्यकीय उपकरणांमध्ये, SOI प्रत्यारोपण करण्यायोग्य वैद्यकीय सेन्सर्स आणि विविध प्रकारच्या कमी-ऊर्जा मॉनिटरिंग चिप्सच्या डिझाइन आणि अंमलबजावणीस समर्थन देते.
आमची कंपनी सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन कॅरियर वेफर्ससाठी सानुकूलित प्रकल्प पुरवते:
-
सिलिकॉन सबस्ट्रेटची जाडी: १०० μm / ३०० μm / ४०० μm / ५०० μm / ६२५ μm आणि त्याहून अधिक
-
SiO₂ ची जाडी: १०० nm ते १० μm
-
सक्रिय सिलिकॉन थर: ≥ २० एनएम
पोस्ट करण्याची वेळ: ०९-डिसेंबर-२०२५