SOI అంటే ఏమిటి?

SOI అనేది దీనికి సంక్షిప్త రూపంసిలికాన్-ఆన్-ఇన్సులేటర్అక్షరాలా దీని అర్థం “ఒక ఇన్సులేటర్‌పై సిలికాన్.” ఆచరణలో, ఈ నిర్మాణం ఎలా ఉంటుందంటే, సిలికాన్ వేఫర్ పైన SiO₂ వంటి అతి పలుచని ఇన్సులేటింగ్ పొర ఉంటుంది, ఆ తర్వాత ఈ ఇన్సులేటింగ్ పొర పైన ఒక పలుచని సిలికాన్ పొరను ఏర్పరుస్తారు. ఈ నిర్మాణం యాక్టివ్ సిలికాన్ పొరను సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్ నుండి వేరు చేస్తుంది. అయితే, సాంప్రదాయ సిలికాన్ ప్రక్రియలో, ఇన్సులేటింగ్ పొరను ఉపయోగించకుండా చిప్‌ను నేరుగా సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఏర్పరుస్తారు.

SOI వేఫర్ఇది మూడు కీలక నిర్మాణ పొరలతో కూడి ఉంటుంది: ఒక సింగిల్-క్రిస్టల్ సిలికాన్ పరికర పొర, ఒక సిలికాన్ డయాక్సైడ్ ఇన్సులేటింగ్ పొర (బరీడ్ ఆక్సైడ్, లేదా BOX), మరియు ఒక సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్. ఈ మూడు పొరలు కలిసి ఒక స్వతంత్ర మరియు స్థిరమైన విద్యుత్ వాతావరణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, ప్రతి పొర దాని స్వంత పాత్రను పోషిస్తూనే, మొత్తం పనితీరు మరియు విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడానికి సినర్జీగా పనిచేస్తాయి.

పైభాగంలో ఉండే సింగిల్-క్రిస్టల్ సిలికాన్ డివైస్ పొర (సాధారణంగా సుమారు 5 nm నుండి 2 μm మందం) అనేది ట్రాన్సిస్టర్‌లు మరియు ఇతర యాక్టివ్ డివైస్‌లను తయారుచేసే ప్రధాన ప్రాంతం. దీని అతి పలుచని నిర్మాణం, డివైస్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి మరియు నిరంతర స్కేలింగ్‌ను సాధ్యం చేయడానికి ఒక కీలకమైన పునాది.

మిడిల్ బరీడ్ ఆక్సైడ్ (BOX) పొర విద్యుత్ వివిక్తతను అందిస్తుంది. సాధారణంగా 5 nm నుండి 2 μm మందం ఉండే ఈ సిలికాన్ డయాక్సైడ్ పొర, భౌతిక మరియు రసాయన వివిక్తత యంత్రాంగాల ద్వారా పరికర పొర మరియు దాని కింద ఉన్న సబ్‌స్ట్రేట్ మధ్య విద్యుత్ సంధానాన్ని సమర్థవంతంగా నిరోధిస్తుంది.

దిగువ సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్ ప్రధానంగా నిర్మాణ దృఢత్వాన్ని మరియు యాంత్రిక స్థిరత్వాన్ని అందిస్తుంది, తయారీ మరియు తదుపరి ఆపరేషన్ సమయంలో వేఫర్ విశ్వసనీయతను నిర్ధారిస్తుంది. దీని మందం సాధారణంగా 200 μm నుండి 700 μm పరిధిలో ఉంటుంది, ఇది ప్రాసెసిబిలిటీ మరియు అప్లికేషన్ అవసరాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటూ తగినంత యాంత్రిక మద్దతును అందిస్తుంది.

SOI వేఫర్ల ప్రధాన ప్రయోజనాలు
1.అధిక వేగం

• పరికరాల కింద పాతిపెట్టిన ఆక్సైడ్ పొర ఉండటం వల్ల, ట్రాన్సిస్టర్‌లు సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్ నుండి వేరుచేయబడతాయి. ఇది పారాసిటిక్ కెపాసిటెన్స్‌ను తగ్గిస్తుంది, స్విచ్చింగ్‌ను వేగవంతం చేస్తుంది మరియు SOIని హై-స్పీడ్ లాజిక్ మరియు RF సర్క్యూట్‌లకు బాగా అనుకూలంగా చేస్తుంది.

2. తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం

• తక్కువ కెపాసిటెన్స్ అంటే తక్కువ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ నష్టాలు.
• తక్కువ లీకేజ్ మార్గాలు స్టాండ్‌బై (స్టాటిక్) విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గిస్తాయి, తద్వారా సిస్టమ్ మరింత విద్యుత్-సమర్థవంతంగా మారుతుంది.

3. మెరుగైన ఐసోలేషన్

• ప్రతి పరికరం ఒక ఆక్సైడ్ పొరపై అమర్చబడి ఉంటుంది, ఇది పరికరాల మధ్య విద్యుత్ జోక్యాన్ని బాగా తగ్గిస్తుంది. దీనివల్ల అనలాగ్ + డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లు, పవర్ మేనేజ్‌మెంట్ యూనిట్‌లు మరియు RF మాడ్యూల్‌లను ఒకే చిప్‌పై ఏకీకృతం చేసేటప్పుడు స్థిరత్వం మెరుగుపడుతుంది.

4. మెరుగైన రేడియేషన్ మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత సహనం

• రేడియేషన్ వల్ల ఏర్పడిన ఛార్జీలు సబ్‌స్ట్రేట్ అంతటా వ్యాపించే అవకాశం తక్కువగా ఉంటుంది, దీనివల్ల ఏరోస్పేస్ వంటి అధిక రేడియేషన్ వాతావరణాలలో SOI పరికరాలు మరింత సురక్షితంగా మరియు నమ్మదగినవిగా ఉంటాయి.
• అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద లీకేజ్ కరెంట్ పెరుగుదల తక్కువ తీవ్రంగా ఉంటుంది, ఇది ఆటోమోటివ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు పారిశ్రామిక నియంత్రణ అనువర్తనాలకు ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

5. మరింత విస్తరణకు అనుకూలమైనది

• పైన చాలా పలుచని సిలికాన్ పొర మరియు దాని కింద పూడ్చిపెట్టిన ఆక్సైడ్ పొర ఉండటం వల్ల, షార్ట్-ఛానల్ ప్రభావాలు మెరుగ్గా నియంత్రించబడతాయి, దీనివల్ల ప్రాసెస్ నోడ్‌లు కుంచించుకుపోతున్నప్పటికీ పరికరం యొక్క స్థిరమైన పనితీరును కొనసాగించడం సులభం అవుతుంది.

SOI సాంకేతికత ఇప్పటికే అనేక రంగాలలో ఉపయోగించబడింది. వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో, దీనిని 5G ఫిల్టర్‌ల వంటి స్మార్ట్‌ఫోన్‌ల RF ఫ్రంట్-ఎండ్ మాడ్యూల్స్‌లో ఉపయోగిస్తారు. ఆటోమోటివ్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో, ఇది వాహనంలోని రాడార్ చిప్‌ల కోసం ఒక స్థిరమైన ప్రాసెస్ ప్లాట్‌ఫామ్‌ను అందిస్తుంది. ఏరోస్పేస్ రంగంలో, దీనిని అధిక విశ్వసనీయత గల ఉపగ్రహ కమ్యూనికేషన్ పరికరాలలో వినియోగిస్తున్నారు. వైద్య పరికరాలలో, శరీరంలో అమర్చగల వైద్య సెన్సార్లు మరియు వివిధ రకాల తక్కువ-శక్తి పర్యవేక్షణ చిప్‌ల రూపకల్పన మరియు అమలుకు SOI మద్దతు ఇస్తుంది.

మా కంపెనీ సింగిల్-క్రిస్టల్ సిలికాన్ క్యారియర్ వేఫర్‌ల కోసం కస్టమ్ ప్రాజెక్ట్‌లను అందిస్తుంది:

• సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్ మందం: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm మరియు అంతకంటే ఎక్కువ

• SiO₂ మందం: 100 nm నుండి 10 μm వరకు

• క్రియాశీల సిలికాన్ పొర: ≥ 20 nm