Mis on SOI?

SOI, lühend sõnadest Silicon-On-Isolator, on pooljuhtide tootmisprotsess, mis põhineb spetsiaalsetel alusmaterjalidel. Alates selle industrialiseerimisest 1980. aastatel on sellest tehnoloogiast saanud täiustatud pooljuhtide tootmisprotsesside oluline haru. SOI-protsess erineb ainulaadsest kolmekihilisest komposiitstruktuurist, mis on oluline kõrvalekalle traditsioonilisest räni hulgiprotsessist.

Koosneb ühekristalllisest räniseadme kihist, ränidioksiidi isolatsioonikihist (tuntud ka kui mattunud oksiidikiht, BOX) ja ränisubstraadist,SOI vahvelloob iseseisva ja stabiilse elektrikeskkonna. Iga kiht täidab kindlat, kuid täiendavat rolli vahvli jõudluse ja töökindluse tagamisel:

1. Ülemine ühekristalliline räniseadme kiht, mille paksus on tavaliselt 5 nm kuni 2 μm, toimib keskse alana aktiivsete seadmete, näiteks transistoride loomisel. Selle üliõhuke on parema jõudluse ja seadme miniatuursuse aluseks.

2. Keskmise maetud oksiidikihi esmane ülesanne on saavutada elektriline isolatsioon. BOX-kiht blokeerib tõhusalt elektriühendused seadme kihi ja allpool oleva substraadi vahel, kasutades nii füüsikalisi kui ka keemilisi isoleerimismehhanisme, mille paksus on tavaliselt vahemikus 5 nm kuni 2 μm.

1. Ülemine ühekristalliline räniseadme kiht, mille paksus on tavaliselt 5 nm kuni 2 μm, toimib keskse alana aktiivsete seadmete, näiteks transistoride loomisel. Selle üliõhuke on parema jõudluse ja seadme miniatuursuse aluseks.

2.Kiirguskindlus

1. Madal energiatarve

Isolatsioonikihi olemasoluSOI vahvlidvähendab lekkevoolu ja mahtuvust, aidates kaasa seadme väiksemale staatilisele ja dünaamilisele energiatarbimisele.

2.Kiirguskindlus

SOI-plaatide isolatsioonikiht suudab tõhusalt varjestada kosmilisi kiiri ja elektromagnetilisi häireid, vältides äärmuslike keskkondade mõju seadme stabiilsusele, võimaldades sellel stabiilselt töötada erivaldkondades, nagu lennundus ja tuumatööstus.

3. Suurepärane kõrgsageduslik jõudlus

Isolatsioonikihi disain vähendab oluliselt seadme ja aluspinna vastastikusest mõjust põhjustatud soovimatuid parasiitmõjusid. Parasiitmahtuvuse vähenemine vähendab SOI-seadmete latentsusaega kõrgsagedusliku signaalitöötluse (nt 5G-side) puhul, parandades seeläbi töö efektiivsust.

4. Disaini paindlikkus

SOI substraadil on omane dielektriline isolatsioon, mis välistab vajaduse legeeritud kraavi isolatsiooni järele, mis lihtsustab tootmisprotsessi ja parandab tootmist.

SOI tehnoloogia rakendamine

1. Tarbeelektroonikasektor: RF-liidesmoodulid nutitelefonidele (nt 5G filtrid).

2. Autode elektroonika valdkond: Autotööstuses kasutatavate radarikiip.

3.Aerospace: satelliitsideseadmed.

4. Meditsiiniseadmete valdkond: siirdatavad meditsiinilised andurid, väikese võimsusega jälgimiskiibid.