SOI nima?

SOI - bu qisqartmaIzolyatorda kremniySo'zma-so'z aytganda, bu "izolyatordagi kremniy" degan ma'noni anglatadi. Amalda, struktura shundan iboratki, kremniy plastinkasining ustida SiO₂ kabi juda yupqa izolyatsiya qatlami mavjud va keyin bu izolyatsiya qatlamining ustida yupqa kremniy qatlami hosil bo'ladi. Bu struktura faol kremniy qatlamini kremniy substratidan ajratib turadi. Biroq, an'anaviy kremniy jarayonida chip izolyatsiya qatlamidan foydalanmasdan to'g'ridan-to'g'ri kremniy substratida hosil bo'ladi.

SOI gofretuchta asosiy strukturaviy qatlamdan iborat: monokristalli kremniy qurilma qatlami, kremniy dioksid izolyatsiya qatlami (ko'milgan oksid yoki BOX) va kremniy substrati. Birgalikda, bu uchta qatlam mustaqil va barqaror elektr muhitini hosil qiladi, har bir qatlam umumiy ishlash va ishonchlilikni oshirish uchun sinergiyada ishlayotganda o'z rolini o'ynaydi.

Yuqori monokristalli kremniy qurilma qatlami (odatda qalinligi taxminan 5 nm dan 2 mkm gacha) tranzistorlar va boshqa faol qurilmalar ishlab chiqariladigan yadro mintaqasidir. Uning ultra yupqa tuzilishi qurilmalarning ishlashini yaxshilash va uzluksiz masshtablashni ta'minlash uchun muhim asosdir.

O'rta ko'milgan oksid (BOX) qatlami elektr izolyatsiyasini ta'minlaydi. Odatda qalinligi 5 nm dan 2 mkm gacha bo'lgan bu kremniy dioksid qatlami qurilma qatlami va ostidagi substrat o'rtasidagi elektr bog'lanishini ham fizik, ham kimyoviy izolyatsiya mexanizmlari orqali samarali ravishda bloklaydi.

Pastki kremniy substrati asosan strukturaviy qattiqlik va mexanik barqarorlikni ta'minlaydi, ishlab chiqarish va undan keyingi foydalanish paytida plastinkaning ishonchliligini ta'minlaydi. Uning qalinligi odatda 200 mkm dan 700 mkm gacha bo'lib, ishlov berish qobiliyati va qo'llanilish talablarini hisobga olgan holda yetarli mexanik qo'llab-quvvatlashni ta'minlaydi.

SOI gofretlarining asosiy afzalliklari
1. Yuqori tezlik

• Qurilmalar ostida ko'milgan oksid qatlami bilan tranzistorlar kremniy substratidan ajratilgan. Bu parazit sig'imini kamaytiradi, kommutatsiyani tezlashtiradi va SOI ni yuqori tezlikdagi mantiqiy va RF sxemalari uchun juda mos qiladi.

2. Kamroq quvvat sarfi

• Kichikroq sig'im zaryadlash va tushirishdagi yo'qotishlarning kamayishini anglatadi.
• Oqish yo'llarining kamroq bo'lishi kutish (statik) quvvat sarfini kamaytiradi, bu esa tizimni energiya tejamkorroq qiladi.

3. Yaxshiroq izolyatsiya

• Har bir qurilma oksid qatlamida "o'tiribdi", bu esa qurilmalar orasidagi elektr shovqinini sezilarli darajada kamaytiradi. Bu analog + raqamli sxemalar, quvvatni boshqarish bloklari va RF modullarini bir xil chipga integratsiya qilishda barqarorlikni yaxshilaydi.

4. Radiatsiya va yuqori haroratga chidamlilikni yaxshilash

• Radiatsiya natijasida hosil bo'lgan zaryadlarning substrat orqali tarqalish ehtimoli kamroq, bu esa SOI qurilmalarini aerokosmik kabi yuqori nurlanishli muhitlarda xavfsizroq va ishonchliroq qiladi.
• Yuqori haroratlarda oqish oqimining oshishi unchalik jiddiy emas, bu avtomobil elektronikasi va sanoat boshqaruvi uchun foydalidir.

5. Keyingi miqyoslash uchun qulay

• Yuqorida juda yupqa kremniy qatlami va ostida ko'milgan oksid qatlami bilan qisqa kanal effektlari yaxshiroq boshqariladi, bu esa jarayon tugunlari qisqarishda davom etar ekan, qurilmaning barqaror ishlashini saqlab qolishni osonlashtiradi.

SOI texnologiyasi allaqachon bir nechta sohalarda qo'llanilgan. Iste'molchi elektronikasida u smartfonlarning RF front-end modullarida, masalan, 5G filtrlarida qo'llaniladi. Avtomobil elektronikasida u transport vositasidagi radar chiplari uchun barqaror jarayon platformasini taqdim etadi. Aerokosmik sohada u yuqori ishonchlilikdagi sun'iy yo'ldosh aloqa uskunalarida qo'llaniladi. Tibbiy asboblarda SOI implantatsiya qilinadigan tibbiy sensorlar va turli xil kam quvvatli monitoring chiplarini loyihalash va joriy etishni qo'llab-quvvatlaydi.

Kompaniyamiz monokristalli kremniy tashuvchi plitalar uchun maxsus loyihalarni taklif etadi:

• Kremniy substratining qalinligi: 100 μm / 300 μm / 400 μm / 500 μm / 625 μm va undan yuqori

• SiO₂ qalinligi: 100 nm dan 10 mkm gacha

• Faol kremniy qatlami: ≥ 20 nm