Pooljuhtide testimise valdkonnas mängib testimisplatvormi materjali valik otsustavat rolli testimise täpsuse ja seadmete stabiilsuse tagamisel. Võrreldes traditsiooniliste malmmaterjalidega on graniit oma silmapaistva jõudluse tõttu muutumas ideaalseks valikuks pooljuhtide testimisplatvormide jaoks.
Suurepärane korrosioonikindlus tagab pikaajalise stabiilse töö
Pooljuhtide testimise protsessis kasutatakse sageli mitmesuguseid keemilisi reagente, näiteks fotoresisti arendamiseks kasutatavat kaaliumhüdroksiidi (KOH) lahust ning söövitusprotsessis väga söövitavaid aineid, näiteks vesinikfluoriidhapet (HF) ja lämmastikhapet (HNO₃). Malm koosneb peamiselt rauaelementidest. Sellises keemilises keskkonnas on oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioonide toimumise tõenäosus suur. Raua aatomid kaotavad elektrone ja läbivad lahuses olevate happeliste ainetega nihkumisreaktsioone, põhjustades pinna kiiret korrosiooni, moodustades roostet ja süvendeid ning kahjustades platvormi tasasust ja mõõtmete täpsust.
Seevastu graniidi mineraalne koostis annab sellele erakordse korrosioonikindluse. Selle põhikomponendil kvartsil (SiO₂) on äärmiselt stabiilsed keemilised omadused ja see ei reageeri tavaliste hapete ja alustega peaaegu üldse. Mineraalid, näiteks päevakivi, on samuti üldises keemilises keskkonnas inertsed. Suur hulk katseid on näidanud, et samas simuleeritud pooljuhtide tuvastamise keemilises keskkonnas on graniidi keemiline korrosioonikindlus enam kui 15 korda suurem kui malmil. See tähendab, et graniidist platvormide kasutamine võib oluliselt vähendada korrosioonist tingitud seadmete hoolduse sagedust ja kulusid, pikendada seadmete kasutusiga ning tagada tuvastamise täpsuse pikaajalise stabiilsuse.
Ülikõrge stabiilsus, mis vastab nanomeetri tasemel tuvastustäpsuse nõuetele
Pooljuhtide testimisel on platvormi stabiilsuse osas äärmiselt kõrged nõuded ja kiibi omadusi tuleb täpselt mõõta nanoskaalas. Malmi soojuspaisumistegur on suhteliselt kõrge, ligikaudu 10⁻⁶ × 10⁻⁶/℃. Detekteerimisseadmete töötamisel või ümbritseva õhu temperatuuri kõikumisel tekkiv soojus põhjustab malmist platvormi märkimisväärset soojuspaisumist ja kokkutõmbumist, mille tulemuseks on detekteerimissondi ja kiibi vaheline asendihälve ning mis mõjutab mõõtmise täpsust.
Graniidi soojuspaisumistegur on vaid 0,6–5 × 10⁻⁶/℃, mis on murdosa malmi omast või isegi madalam. Selle struktuur on tihe. Sisemine pinge on pikaajalise loomuliku vananemise teel põhimõtteliselt kõrvaldatud ja temperatuurimuutused mõjutavad seda minimaalselt. Lisaks on graniidil tugev jäikus, mille kõvadus on 2–3 korda suurem kui malmil (võrdub HRC > 51-ga), mis suudab tõhusalt vastu pidada välistele löökidele ja vibratsioonile ning säilitada platvormi tasasuse ja sirguse. Näiteks ülitäpse kiibiahela tuvastamisel saab graniidist platvorm kontrollida tasasuse viga ±0,5 μm/m piires, tagades, et tuvastusseadmed suudavad keerulistes keskkondades saavutada nanoskaala täpsusega tuvastamise.
Suurepärane antimagnetiline omadus, mis loob puhta tuvastuskeskkonna
Pooljuhtide testimisseadmete elektroonilised komponendid ja andurid on elektromagnetiliste häirete suhtes äärmiselt tundlikud. Malmil on teatud määral magnetism. Elektromagnetilises keskkonnas tekitab see indutseeritud magnetvälja, mis häirib tuvastusseadmete elektromagnetilisi signaale, põhjustades signaali moonutusi ja ebanormaalseid tuvastusandmeid.
Graniit on seevastu antimagnetiline materjal ja välised magnetväljad seda peaaegu ei polariseeri. Sisemised elektronid eksisteerivad keemiliste sidemete sees paaridena ning struktuur on stabiilne ja seda ei mõjuta välised elektromagnetilised jõud. Tugevas 10 mT magnetvälja keskkonnas on graniidi pinnal indutseeritud magnetvälja intensiivsus alla 0,001 mT, samas kui malmi pinnal on see koguni üle 8 mT. See omadus võimaldab graniidist platvormil luua tuvastusseadmetele puhta elektromagnetilise keskkonna, mis sobib eriti hästi stsenaariumide jaoks, kus elektromagnetilise müra nõuded on ranged, näiteks kvantkiibi tuvastamine ja ülitäpne analoogahela tuvastamine, suurendades tõhusalt tuvastustulemuste usaldusväärsust ja järjepidevust.
Pooljuhtide testimisplatvormide ehitamisel on graniit oma oluliste eeliste, nagu korrosioonikindlus, stabiilsus ja antimagnetism, tõttu malmist materjale oluliselt ületanud. Pooljuhtide tehnoloogia arenedes suurema täpsuse suunas, mängib graniit üha olulisemat rolli testimisseadmete jõudluse tagamisel ja pooljuhtide tööstuse arengu edendamisel.
Postituse aeg: 15. mai 2025