SOI सबस्ट्रेट्स का अवलोकन

SOI (सिलिकॉन-ऑन-इंसुलेटर) सब्सट्रेट वह संरचना है जिसमें एक शीर्ष सिलिकॉन परत और एक के बीच एक सिलिकॉन ऑक्साइड (SiO2) इन्सुलेट परत डाली जाती है।सिलिकॉन सब्सट्रेट, और एकीकृत सर्किट शीर्ष सिलिकॉन पतली परत पर निर्मित होते हैं। एकीकृत सर्किट के निर्माण के लिए SOI सामग्रियों का उपयोग करने की इस तकनीक को SOI तकनीक कहा जाता है।

SOI सब्सट्रेट के निर्माण के लिए तीन मुख्य प्रौद्योगिकियाँ

1. प्रत्यारोपित ऑक्सीजन द्वारा पृथक्करण (SIMOX)

2. बॉन्ड और एच-बैक SOI (BESOI)

3. स्मार्ट-कट तकनीक।

SOI सब्सट्रेट के लाभ

1. निम्न सब्सट्रेट रिसाव धारा

SiO2 इंसुलेटिंग परत की उपस्थिति ट्रांजिस्टर को अंतर्निहित सिलिकॉन सब्सट्रेट से प्रभावी ढंग से अलग करती है। यह अलगाव सक्रिय परत से सब्सट्रेट तक अवांछित धारा को कम करता है। तापमान के साथ लीकेज करंट बढ़ता है, जिससे उच्च तापमान वाले वातावरण में चिप की विश्वसनीयता में काफी सुधार होता है।

2. परजीवी क्षमता में कमी

परजीवी समाई के अस्तित्व के कारण, सिग्नल ट्रांसमिशन में अतिरिक्त देरी अनिवार्य रूप से होती है। इन परजीवी कैपेसिटेंस को कम करने के लिए एसओआई सामग्रियों का उपयोग करना उच्च गति या कम-शक्ति चिप्स में आम बात है। सीएमओएस प्रक्रियाओं का उपयोग करके निर्मित पारंपरिक चिप्स की तुलना में, एसओआई चिप्स 15% अधिक गति और 20% कम बिजली की खपत प्राप्त कर सकते हैं।

3. शोर अलगाव

मिश्रित-सिग्नल अनुप्रयोगों में, डिजिटल सर्किटरी द्वारा उत्पन्न विद्युत शोर एनालॉग या रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) सर्किट में हस्तक्षेप कर सकता है, जिससे समग्र सिस्टम प्रदर्शन में कमी आएगी। SOI संरचना में SiO2 इंसुलेटिंग परत सब्सट्रेट से सक्रिय सिलिकॉन परत को अलग करती है, इस प्रकार एक अंतर्निहित शोर अलगाव प्रदान करती है। इसका मतलब यह है कि डिजिटल सर्किटरी द्वारा उत्पन्न शोर को सब्सट्रेट के माध्यम से संवेदनशील एनालॉग सर्किटरी में फैलने से प्रभावी ढंग से रोका जा सकता है।

SOI सब्सट्रेट के अनुप्रयोग क्षेत्र

1. उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र

तब सेएसओआई सबस्ट्रेट्सआरएफ फिल्टर और पावर एम्पलीफायर जैसे उपकरणों के प्रदर्शन में काफी सुधार हो सकता है और तेज सिग्नल ट्रांसमिशन और कम बिजली की खपत प्राप्त हो सकती है। स्मार्टवॉच और स्वास्थ्य निगरानी उपकरणों जैसे स्मार्ट पहनने योग्य उपकरणों और मोबाइल फोन और टैबलेट के आरएफ फ्रंट-एंड मॉड्यूल के लिए चिप निर्माण में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

2. ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स

जटिल विद्युत चुम्बकीय स्थितियों का सामना करने के लिए उत्कृष्ट प्रदर्शन के लिए धन्यवाद, एसओआई सब्सट्रेट ऑटोमोटिव पावर प्रबंधन चिप्स और स्वायत्त ड्राइविंग सिस्टम में अनुप्रयोगों के निर्माण के लिए उपयुक्त है।

3. एयरोस्पेस और रक्षा क्षेत्र

एसओआई सबस्ट्रेट्स विकिरण हस्तक्षेप के प्रति उल्लेखनीय विश्वसनीयता और प्रतिरोध प्रदान करते हैं, और उच्च परिशुद्धता और उच्च विश्वसनीयता के लिए उपग्रह संचार उपकरण और सैन्य इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों की कठोर आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम हैं।

4. इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT)

IoT डेटा वॉल्यूम में वृद्धि के साथ, कम लागत और उच्च परिशुद्धता संचालन की मांग बढ़ रही है। कम बिजली की खपत और उच्च प्रदर्शन लाभों से लाभान्वित, SOI सब्सट्रेट पूरी तरह से IoT की आवश्यकताओं के साथ संरेखित होते हैं और सेंसर नोड चिप्स और एज कंप्यूटिंग चिप्स के निर्माण में बड़े पैमाने पर अपनाए जाते हैं।

5. मेडिकल इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरण

पेसमेकर और न्यूरोस्टिमुलेटर जैसे उपकरणों में कम बिजली की खपत और बायोकम्पैटिबिलिटी की अत्यधिक आवश्यकता होती है। कम बिजली की खपत और एसओआई सबस्ट्रेट्स की स्थिरता रोगी के शरीर पर प्रभाव को कम करते हुए प्रत्यारोपण योग्य उपकरणों के दीर्घकालिक सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित कर सकती है।