Pusvadītāju testēšanas jomā testēšanas platformas materiāla izvēlei ir izšķiroša loma testēšanas precizitātē un iekārtu stabilitātē. Salīdzinot ar tradicionālajiem čuguna materiāliem, granīts kļūst par ideālu izvēli pusvadītāju testēšanas platformām, pateicoties tā izcilajai veiktspējai.
Izcila izturība pret koroziju nodrošina ilgstošu un stabilu darbību
Pusvadītāju testēšanas procesā bieži tiek iesaistīti dažādi ķīmiskie reaģenti, piemēram, kālija hidroksīda (KOH) šķīdums, ko izmanto fotorezistu attīstīšanai, un ļoti kodīgas vielas, piemēram, fluorūdeņražskābe (HF) un slāpekļskābe (HNO₃) kodināšanas procesā. Čuguns galvenokārt sastāv no dzelzs elementiem. Šādā ķīmiskā vidē ir ļoti iespējams, ka notiks oksidēšanās-reducēšanās reakcijas. Dzelzs atomi zaudē elektronus un piedalās izspiešanās reakcijās ar skābām vielām šķīdumā, izraisot strauju virsmas koroziju, veidojot rūsu un ieplakas, kā arī bojājot platformas līdzenumu un izmēru precizitāti.
Turpretī granīta minerālu sastāvs piešķir tam ārkārtēju izturību pret koroziju. Tā galvenajai sastāvdaļai, kvarcam (SiO₂), ir ārkārtīgi stabilas ķīmiskās īpašības un tas gandrīz nereaģē ar parastajām skābēm un bāzēm. Arī tādi minerāli kā laukšpats ir inerti vispārējā ķīmiskajā vidē. Liels skaits eksperimentu ir parādījuši, ka tajā pašā simulētajā pusvadītāju noteikšanas ķīmiskajā vidē granīta ķīmiskā korozijas izturība ir vairāk nekā 15 reizes augstāka nekā čugunam. Tas nozīmē, ka granīta platformu izmantošana var ievērojami samazināt korozijas izraisīto iekārtu apkopes biežumu un izmaksas, pagarināt iekārtu kalpošanas laiku un nodrošināt noteikšanas precizitātes ilgtermiņa stabilitāti.
Īpaši augsta stabilitāte, kas atbilst nanometru līmeņa noteikšanas precizitātes prasībām
Pusvadītāju testēšanai ir ārkārtīgi augstas prasības platformas stabilitātei un nepieciešams precīzi izmērīt mikroshēmas raksturlielumus nanoskalā. Čuguna termiskās izplešanās koeficients ir relatīvi augsts, aptuveni 10-12 ×10⁻⁶/℃. Detekcijas iekārtu darbības radītais siltums vai apkārtējās vides temperatūras svārstības izraisīs ievērojamu čuguna platformas termisko izplešanos un saraušanos, kā rezultātā rodas pozicionāla novirze starp detekcijas zondi un mikroshēmu un tiek ietekmēta mērījumu precizitāte.
Granīta termiskās izplešanās koeficients ir tikai 0,6–5 × 10⁻⁶/℃, kas ir tikai daļa vai pat mazāk nekā čugunam. Tā struktūra ir blīva. Iekšējais spriegums būtībā ir novērsts ilgstošas dabiskas novecošanās rezultātā, un to minimāli ietekmē temperatūras izmaiņas. Turklāt granītam ir spēcīga stingrība, kuras cietība ir 2–3 reizes augstāka nekā čugunam (atbilst HRC > 51), kas var efektīvi pretoties ārējiem triecieniem un vibrācijām un saglabāt platformas līdzenumu un taisnumu. Piemēram, augstas precizitātes mikroshēmu shēmu noteikšanā granīta platforma var kontrolēt līdzenuma kļūdu ±0,5 μm/m robežās, nodrošinot, ka noteikšanas iekārtas joprojām var sasniegt nanoskalas precīzu noteikšanu sarežģītās vidēs.
Izcila antimagnētiska īpašība, radot tīru noteikšanas vidi
Pusvadītāju testēšanas iekārtu elektroniskie komponenti un sensori ir ārkārtīgi jutīgi pret elektromagnētiskajiem traucējumiem. Čugunam piemīt noteikta magnētisma pakāpe. Elektromagnētiskā vidē tas radīs inducētu magnētisko lauku, kas traucēs noteikšanas iekārtu elektromagnētiskajiem signāliem, kā rezultātā tiks kropļoti signāli un atklāti neparasti noteikšanas dati.
Savukārt granīts ir antimagnētisks materiāls, ko ārējie magnētiskie lauki gandrīz nepolarizē. Iekšējie elektroni atrodas pa pāriem ķīmiskajās saitēs, un struktūra ir stabila, ko neietekmē ārējie elektromagnētiskie spēki. Spēcīgā 10 mT magnētiskā lauka vidē inducētā magnētiskā lauka intensitāte uz granīta virsmas ir mazāka par 0,001 mT, savukārt uz čuguna virsmas tā ir pat vairāk nekā 8 mT. Šī funkcija ļauj granīta platformai radīt tīru elektromagnētisko vidi noteikšanas iekārtām, kas ir īpaši piemērota situācijām ar stingrām elektromagnētiskā trokšņa prasībām, piemēram, kvantu mikroshēmu noteikšanai un augstas precizitātes analogo shēmu noteikšanai, efektīvi uzlabojot noteikšanas rezultātu uzticamību un konsekvenci.
Pusvadītāju testēšanas platformu konstrukcijā granīts ir ievērojami pārspējis čuguna materiālus, pateicoties tā ievērojamajām priekšrocībām, piemēram, izturībai pret koroziju, stabilitātei un antimagnētismam. Pusvadītāju tehnoloģijām attīstoties lielākas precizitātes virzienā, granītam būs arvien svarīgāka loma testēšanas iekārtu veiktspējas nodrošināšanā un pusvadītāju nozares attīstības veicināšanā.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 15. maijs