SOI Substratuen ikuspegi orokorra

SOI (Silicon-On-Insulator) substratua silizio oxidoaren (SiO2) geruza isolatzaile bat sartzen den goiko silizio geruza baten eta baten artean dagoen egitura da.siliziozko substratua, eta zirkuitu integratuak goiko siliziozko geruza mehean fabrikatzen dira. Zirkuitu integratuak fabrikatzeko SOI materialak erabiltzeko teknologia honi SOI teknologia deitzen zaio.

SOI substratua fabrikatzeko hiru teknologia nagusiak

1. Inplantatutako oxigenoaren bidez bereiztea (SIMOX)

2. Bond and etch-back SOI (BESOI)

3. Smart-cut teknologia.

SOI substratuaren abantailak

1. Substratuaren ihes-korronte baxua

SiO2 geruza isolatzaile baten presentzia eraginkortasunez isolatzen du transistorea azpiko silizio-substratutik. Isolamendu honek geruza aktibotik substratura nahi ez den korrontea murrizten du. Ihes-korrontea handitzen da tenperaturarekin, eta horrela txiparen fidagarritasuna nabarmen hobetzen da tenperatura altuko inguruneetan.

2. Kapazitate parasitarioa murriztua

Kapazitate parasitoaren existentzia dela eta, atzerapen gehigarriak ezinbestean sortzen dira seinalearen transmisioan. Kapazitate parasito hauek murrizteko SOI materialak erabiltzea ohiko praktika da abiadura handiko edo potentzia baxuko txipetan. CMOS prozesuen bidez fabrikatutako ohiko txipekin alderatuta, SOI txipek % 15 abiadura handiagoa lor dezakete eta % 20 energia kontsumo txikiagoa lor dezakete.

3. Zarata isolatzea

Seinale mistoko aplikazioetan, zirkuitu digitalak sortutako zarata elektrikoak zirkuitu analogikoekin edo irrati-maiztasunekin (RF) interferentziak eragin ditzake, eta horrek sistemaren errendimendu orokorra gutxituko du. SOI egiturako SiO2 geruza isolatzaileak silizio geruza aktiboa substratutik isolatzen du, eta, horrela, berezko zarata isolamendua ematen du. Horrek esan nahi du zirkuitu digitalak sortutako zarata substratuan zehar zirkuitu analogiko sentikorretara hedatzea modu eraginkorrean saihestu daitekeela.

SOI substratuaren aplikazio-eremuak

1. Kontsumo elektronikoaren sektorea

GeroztikSOI substratuakRF iragazkiak eta potentzia-anplifikadoreak bezalako gailuen errendimendua nabarmen hobetu dezake eta seinalearen transmisio azkarragoa eta potentzia-kontsumo txikiagoa lor dezake. Asko erabiltzen dira txipak fabrikatzeko gailu adimendunen eramangarrietarako, hala nola erloju adimentsuak eta osasuna kontrolatzeko gailuak, eta telefono mugikorren eta tableten RF front-end moduluak.

2. Automobilgintzako elektronika

Baldintza elektromagnetiko konplexuak jasateko errendimendu bikainari esker, SOI substratuak oso egokiak dira automozio potentzia kudeatzeko txipak eta gidatze autonomoko sistemetan aplikazioetarako.

3. Sektore aeroespaziala eta defentsa

SOI substratuek fidagarritasun eta erresistentzia nabarmenak eskaintzen dituzte erradiazio-interferentziaren aurrean, eta satelite bidezko komunikazio-ekipoen eta sistema elektroniko militarren eskakizun zorrotzak betetzeko gai dira, doitasun eta fidagarritasun handiko.

4. Gauzen Internet (IoT)

IoT datu-bolumenaren gorakadarekin, kostu baxuko eta doitasun handiko funtzionamenduaren eskaria gero eta handiagoa da. Potentzia-kontsumo txikia eta errendimendu handiko abantailez baliatuz, SOI substratuak IoT-ren eskakizunekin bat egiten dute eta sentsore-nodoen txipak eta ertzetako informatika-txipak fabrikatzen dituzte.

5. Gailu mediko inplantagarriak Medikuntza Elektronika arloan

Taupada-markagailuak eta neuroestimulatzaileak bezalako gailuek energia-kontsumo baxurako eta biobateragarritasunerako baldintza oso handiak dituzte. SOI substratuen potentzia-kontsumo baxuak eta egonkortasunak gailu inplantagarrien epe luzerako funtzionamendu segurua bermatu dezake pazientearen gorputzean inpaktua minimizatuz.