Кремній на ізоляторних пластинах

Пластини Semicorex Silicon-on-Insulator є ключовим матеріалом у розробці вдосконалених напівпровідникових приладів, що забезпечує низку переваг, недосяжних зі стандартними масовими кремнієвими пластинами. Пластини кремнію на ізоляторі складаються з шаруватої структури, в якій тонкий високоякісний шар кремнію відокремлений від основного кремнію ізоляційним шаром, який зазвичай складається з діоксиду кремнію (SiO₂). Ця конфігурація дозволяє істотно підвищити швидкість, енергоефективність і теплові характеристики, що робить кремній на ізоляторних пластинах необхідним матеріалом для високопродуктивних і малопотужних застосувань у таких галузях, як споживча електроніка, автомобільна, телекомунікаційна та аерокосмічна промисловість.

Структура та виготовлення пластин SOI

Структура пластин кремнію на ізоляторі ретельно розроблена для підвищення продуктивності пристрою, одночасно усуваючи обмеження традиційних кремнієвих пластин. Пластини кремнію на ізоляторі зазвичай виготовляються за допомогою одного з двох основних методів: розділення шляхом імплантації кисню (SIMOX) або технології Smart Cut™.

● Верхній силіконовий шар:Цей шар, який часто називають активним шаром, являє собою тонкий кремнієвий шар високої чистоти, у який вбудовуються електронні пристрої. Товщину цього шару можна точно контролювати відповідно до вимог конкретних застосувань, зазвичай коливаючись від кількох нанометрів до кількох мікрон.

● Заглиблений ● Оксидний шар (BOX):Шар BOX є ключовим фактором продуктивності пластин SOI. Цей шар діоксиду кремнію служить ізолятором, ізолюючи активний шар кремнію від основної підкладки. Це допомагає зменшити небажані електричні взаємодії, такі як паразитна ємність, і сприяє зниженню енергоспоживання та вищій швидкості перемикання в кінцевому пристрої.

 ● Кремнієва підкладка:Під шаром BOX знаходиться об’ємна кремнієва підкладка, яка забезпечує механічну стабільність, необхідну для обробки та обробки пластин. Хоча сама підкладка безпосередньо не бере участі в роботі електроніки пристрою, її роль у підтримці верхніх шарів є критичною для структурної цілісності пластини.

Використовуючи передові технології виготовлення, точну товщину та однорідність кожного шару можна пристосувати до конкретних потреб різних напівпровідникових застосувань, що робить пластини SOI легко адаптованими.

Ключові переваги кремнію на ізоляторі

Унікальна структура кремнієвих пластин із ізолятором забезпечує кілька переваг перед традиційними масовими кремнієвими пластинами, зокрема щодо продуктивності, енергоефективності та масштабованості:

Підвищена продуктивність: кремнієві пластини ізолятора зменшують паразитну ємність між транзисторами, що, у свою чергу, призводить до швидшої передачі сигналу та більшої загальної швидкості пристрою. Це підвищення продуктивності особливо важливо для додатків, які потребують високошвидкісної обробки, таких як мікропроцесори, високопродуктивне обчислення (HPC) і мережеве обладнання.

Менше енергоспоживання: кремній на ізоляторних пластинах дозволяє пристроям працювати при нижчій напрузі, зберігаючи високу продуктивність. Ізоляція, яку забезпечує шар BOX, зменшує струми витоку, забезпечуючи більш ефективне використання електроенергії. Це робить пластини SOI ідеальними для пристроїв з живленням від батареї, де енергоефективність має вирішальне значення для продовження терміну служби батареї.

Покращене управління температурою: ізоляційні властивості шару BOX сприяють кращому розсіюванню тепла та теплоізоляції. Це допомагає запобігти появі гарячих точок і покращує теплові характеристики пристрою, забезпечуючи більш надійну роботу в середовищах із високою потужністю або високою температурою.

Більша масштабованість: Оскільки розміри транзисторів зменшуються, а щільність пристроїв збільшується, пластини кремнію на ізоляторі пропонують більш масштабоване рішення порівняно з масовим кремнієм. Зниження паразитних ефектів і покращена ізоляція дозволяють використовувати менші, швидші транзистори, що робить пластини SOI добре підходящими для просунутих напівпровідникових вузлів.

Зменшені ефекти короткого каналу: технологія SOI допомагає пом’якшити ефект короткого каналу, який може погіршити продуктивність транзисторів у напівпровідникових пристроях із великим масштабуванням. Ізоляція, що забезпечується шаром BOX, зменшує електричні перешкоди між сусідніми транзисторами, забезпечуючи кращу продуктивність при менших геометріях.

Стійкість до випромінювання: Внутрішня стійкість до випромінювання кремнію на ізоляторних пластинах робить їх ідеальними для використання в середовищах, де вплив радіації викликає занепокоєння, наприклад, в аерокосмічній, оборонній та ядерній сферах. Шар BOX допомагає захистити шар активного кремнію від пошкоджень, викликаних радіацією, забезпечуючи надійну роботу в суворих умовах.

Пластини Semicorex Silicon-on-Insulator — це новаторський матеріал у напівпровідниковій промисловості, що забезпечує неперевершену продуктивність, енергоефективність і масштабованість. Оскільки попит на швидші, менші та енергоефективніші пристрої продовжує зростати, технологія SOI готова відігравати все більш важливу роль у майбутньому електроніки. У Semicorex ми прагнемо надавати нашим клієнтам високоякісні пластини SOI, які відповідають суворим вимогам сучасних найсучасніших програм. Наше прагнення до досконалості гарантує, що наші пластини з кремнієм на ізоляторі забезпечують надійність і продуктивність, необхідні для наступного покоління напівпровідникових пристроїв.