Zer da SOI?

SOI, Silicon-On-Insulator hitzaren laburpena, substratu-material berezietan oinarritutako erdieroaleen fabrikazio-prozesua da. 1980ko hamarkadan industrializatu zenetik, teknologia hau erdieroaleen fabrikazio prozesu aurreratuen adar garrantzitsu bat bihurtu da. Hiru geruza konposatu egitura bereziagatik bereizten dena, SOI prozesua ontziratu gabeko silizio prozesu tradizionaletik alde nabarmena da.

Kristal bakarreko siliziozko gailu geruzaz osatua, silizio dioxidozko geruza isolatzaile bat (lurperatutako oxido geruza, BOX) eta siliziozko substratu batez osatua.SOI ostiaingurune elektriko independente eta egonkorra sortzen du. Geruza bakoitzak eginkizun desberdina baina osagarria betetzen du oblearen errendimendua eta fidagarritasuna bermatzeko:

1.Goiko kristal bakarreko siliziozko gailu geruza, normalean 5 nm eta 2 μm arteko lodiera izan ohi duena, transistoreak bezalako gailu aktiboak sortzeko gune zentral gisa balio du. Bere ultra-argaltasuna errendimendua hobetzeko eta gailuen miniaturizazioaren oinarria da.

2.Erdi lurperatutako oxido geruzaren funtzio nagusia isolamendu elektrikoa lortzea da. BOX geruzak modu eraginkorrean blokeatzen ditu gailuaren geruzaren eta beheko substratuaren arteko konexio elektrikoak isolamendu fisiko zein kimiko mekanismoak erabiliz, bere lodiera normalean 5nm-tik 2μm bitartekoa izanik.

3.Beheko silizio-substratuari dagokionez, bere eginkizun nagusia egitura-sendotasuna eta euskarri mekaniko egonkorra eskaintzea da, hauek oblearen fidagarritasunerako berme erabakigarriak baitira ekoizpenean eta geroago erabileretan. Lodierari dagokionez, oro har, 200μm eta 700μm bitarteko tartean sartzen da.

SOI Wafer-en abantailak

1.Energia-kontsumo txikia

Geruza isolatzailearen presentzia barneanSOI ostiaihes-korrontea eta kapazitatea murrizten ditu, eta gailuaren energia-kontsumo estatiko eta dinamikoa murrizten du.

2.Erradiazioaren erresistentzia

SOI obleen geruza isolatzaileak izpi kosmikoak eta interferentzia elektromagnetikoak modu eraginkorrean babestu ditzake, muturreko inguruneek gailuaren egonkortasunean duten eragina saihestuz, eta, hala, eremu berezietan egonkor funtziona dezan, industria aeroespazialean eta nuklearrean.

3.Maiztasun handiko errendimendu bikaina

Geruza isolatzaileen diseinuak nabarmen murrizten ditu gailuaren eta substratuaren arteko elkarrekintzak eragindako nahigabeko efektu parasitoak. Kapazitate parasitoaren murrizketak SOI gailuen latentzia murrizten du maiztasun handiko seinaleen prozesamenduan (adibidez, 5G komunikazioan), eta horrela funtzionamenduaren eraginkortasuna hobetzen du.

4.Diseinuaren malgutasuna

SOI substratuak berezko isolamendu dielektrikoa du, dopatutako lubakiaren isolamenduaren beharra ezabatuz, eta horrek fabrikazio-prozesua errazten du eta ekoizpen-etekina hobetzen du.

SOI teknologiaren aplikazioa

1.Kontsumo elektronikoen sektorea: telefono adimendunetarako RF front-end moduluak (adibidez, 5G iragazkiak).

2.Automobilgintzaren elektronika eremua: Automozio mailako radar txipa.

3.Aeroespaziala: Satelite bidezko komunikazio ekipoak.

4.Gailu medikoen eremua: sentsore mediko inplantagarriak, potentzia baxuko monitorizazio txipak.