Silicis ant izoliacinių plokštelių

„Semicorex Silicon-on-Insulator“ plokštelės yra pagrindinė medžiaga kuriant pažangius puslaidininkinius įrenginius, suteikianti daugybę privalumų, kurių neįmanoma pasiekti naudojant standartines masines silicio plokšteles. Silicio ant izoliacinės plokštelės susideda iš sluoksniuotos struktūros, kurioje plonas aukštos kokybės silicio sluoksnis yra atskirtas nuo apatinio tūrinio silicio izoliaciniu sluoksniu, paprastai pagamintu iš silicio dioksido (SiO₂). Ši konfigūracija leidžia žymiai pagerinti greitį, energijos vartojimo efektyvumą ir šilumines charakteristikas, todėl silicio ant izoliacinės plokštelės yra esminė medžiaga didelio našumo ir mažos galios taikymui tokiose pramonės šakose kaip buitinė elektronika, automobiliai, telekomunikacijos ir aviacija.

SOI plokštelių struktūra ir gamyba

Silicio ant izoliacinių plokštelių struktūra yra kruopščiai sukurta taip, kad pagerintų įrenginio našumą ir atsižvelgtų į tradicinių silicio plokštelių apribojimus. Silicio ant izoliacinės plokštelės paprastai gaminamos naudojant vieną iš dviejų pagrindinių metodų: atskyrimas implantuojant deguonį (SIMOX) arba Smart Cut™ technologija.

● Viršutinis silicio sluoksnis:Šis sluoksnis, dažnai vadinamas aktyviuoju sluoksniu, yra plonas, labai grynas silicio sluoksnis, kuriame statomi elektroniniai įrenginiai. Šio sluoksnio storis gali būti tiksliai kontroliuojamas, kad atitiktų konkrečių pritaikymų reikalavimus, paprastai nuo kelių nanometrų iki kelių mikronų.

● Užkastas ●Oksido sluoksnis (BOX):BOX sluoksnis yra raktas į SOI plokštelių veikimą. Šis silicio dioksido sluoksnis tarnauja kaip izoliatorius, izoliuojantis aktyvųjį silicio sluoksnį nuo masinio pagrindo. Tai padeda sumažinti nepageidaujamą elektrinę sąveiką, pvz., parazitinę talpą, ir prisideda prie mažesnio energijos suvartojimo ir didesnio perjungimo greičio galutiniame įrenginyje.

 ● Silicio substratas:Po BOX sluoksniu yra tūrinis silicio substratas, kuris užtikrina mechaninį stabilumą, reikalingą plokštelių tvarkymui ir apdorojimui. Nors pats substratas tiesiogiai nedalyvauja elektroniniame prietaiso veikime, jo vaidmuo palaikant viršutinius sluoksnius yra labai svarbus plokštelės struktūriniam vientisumui.

Naudojant pažangias gamybos technologijas, tikslus kiekvieno sluoksnio storis ir vienodumas gali būti pritaikyti prie specifinių įvairių puslaidininkių pritaikymo poreikių, todėl SOI plokštelės yra labai pritaikomos.

Pagrindiniai silicio ant izoliatoriaus plokštelių pranašumai

Unikali Silicon on Insulator Wafers struktūra turi keletą pranašumų, palyginti su tradicinėmis biriomis silicio plokštelėmis, ypač dėl našumo, energijos vartojimo efektyvumo ir mastelio:

Patobulintas našumas: Silicis ant izoliatoriaus plokštelių sumažina parazitinę talpą tarp tranzistorių, o tai savo ruožtu lemia greitesnį signalo perdavimą ir didesnį bendrą įrenginio greitį. Šis našumo padidinimas ypač svarbus programoms, kurioms reikalingas didelis apdorojimas, pvz., mikroprocesoriai, didelio našumo kompiuteriai (HPC) ir tinklo įranga.

Mažesnis energijos suvartojimas: Silicis ant izoliacinių plokštelių leidžia įrenginiams veikti esant žemesnei įtampai, išlaikant aukštą našumą. BOX sluoksnio suteikiama izoliacija sumažina nuotėkio sroves ir leidžia efektyviau naudoti energiją. Dėl to SOI plokštelės idealiai tinka baterijomis maitinamiems įrenginiams, kur energijos vartojimo efektyvumas yra labai svarbus siekiant prailginti baterijos veikimo laiką.

Patobulintas šilumos valdymas: BOX sluoksnio izoliacinės savybės prisideda prie geresnio šilumos išsklaidymo ir šilumos izoliacijos. Tai padeda išvengti karštųjų taškų ir pagerina įrenginio šiluminį našumą, leidžiantį patikimiau veikti didelės galios arba aukštos temperatūros aplinkoje.

Didesnis mastelio keitimas: mažėjant tranzistorių dydžiams ir didėjant įrenginių tankiui, „Silicon on Insulator Wafers“ siūlo labiau keičiamo dydžio sprendimą, palyginti su masiniu siliciu. Sumažėjęs parazitinis poveikis ir patobulinta izoliacija leidžia naudoti mažesnius, greitesnius tranzistorius, todėl SOI plokštelės puikiai tinka pažangiems puslaidininkių mazgams.

Sumažinti trumpųjų kanalų efektai: SOI technologija padeda sušvelninti trumpų kanalų efektus, kurie gali pabloginti tranzistorių veikimą giliai pakeistuose puslaidininkiniuose įrenginiuose. BOX sluoksnio suteikiama izoliacija sumažina elektrinius trukdžius tarp gretimų tranzistorių ir užtikrina geresnį veikimą esant mažesnėms geometrijoms.

Atsparumas spinduliuotei: Silicio ant izoliacinių plokštelių būdingas atsparumas spinduliuotei puikiai tinka naudoti aplinkoje, kurioje radiacijos poveikis kelia susirūpinimą, pavyzdžiui, aviacijos, gynybos ir branduolinėse srityse. BOX sluoksnis padeda apsaugoti aktyvų silicio sluoksnį nuo radiacijos sukeltos žalos, užtikrinant patikimą veikimą atšiauriomis sąlygomis.

Semicorex Silicon-on-Insulator plokštelės yra novatoriška medžiaga puslaidininkių pramonėje, pasižyminti neprilygstamu našumu, energijos vartojimo efektyvumu ir masteliu. Kadangi spartesnių, mažesnių ir energiją taupančių prietaisų paklausa ir toliau auga, SOI technologija yra pasirengusi atlikti vis svarbesnį vaidmenį elektronikos ateityje. „Semicorex“ siekia tiekti savo klientams aukštos kokybės SOI plokšteles, atitinkančias griežtus šiuolaikinių pažangiausių programų reikalavimus. Mūsų įsipareigojimas siekti meistriškumo užtikrina, kad mūsų silicio izoliacinės plokštelės užtikrintų patikimumą ir našumą, reikalingą naujos kartos puslaidininkiniams įrenginiams.