Жартылай өткізгіштерді сынау саласында сынақ платформасының материалын таңдау сынақ дәлдігі мен жабдықтың тұрақтылығында шешуші рөл атқарады. Дәстүрлі шойын материалдарымен салыстырғанда, гранит өзінің ерекше өнімділігіне байланысты жартылай өткізгіштерді сынау платформалары үшін тамаша таңдау болып табылады.
Коррозияға төзімділік ұзақ мерзімді тұрақты жұмысты қамтамасыз етеді
Жартылай өткізгіштерді сынау процесінде фоторезистті әзірлеу үшін қолданылатын калий гидроксиді (KOH) ерітіндісі және өңдеу процесінде фторсутек қышқылы (HF) және азот қышқылы (HNO₃) сияқты жоғары коррозиялық заттар сияқты әртүрлі химиялық реагенттер жиі қолданылады. Шойын негізінен темір элементтерінен тұрады. Мұндай химиялық ортада тотығу-тотықсыздану реакцияларының жүру ықтималдығы жоғары. Темір атомдары электрондарын жоғалтып, ерітіндідегі қышқыл заттармен ығысу реакцияларына түседі, бұл беттің тез коррозиясын тудырады, тот пен ойықтар түзеді және платформаның жазықтығы мен өлшемдік дәлдігін бұзады.
Керісінше, граниттің минералды құрамы оған ерекше коррозияға төзімділік береді. Оның негізгі компоненті, кварц (SiO₂), өте тұрақты химиялық қасиеттерге ие және кең таралған қышқылдармен және негіздермен әрекеттеспейді. Дала шпаты сияқты минералдар да жалпы химиялық ортада инертті. Көптеген тәжірибелер көрсеткендей, сол модельденген жартылай өткізгішті анықтау химиялық ортасында граниттің химиялық коррозияға төзімділігі шойынға қарағанда 15 еседен астам жоғары. Бұл гранит платформаларын пайдалану коррозиядан туындаған жабдықты күтіп ұстау жиілігі мен құнын айтарлықтай төмендетуге, жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартуға және анықтау дәлдігінің ұзақ мерзімді тұрақтылығын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
Нанометр деңгейіндегі анықтау дәлдігінің талаптарына сай келетін өте жоғары тұрақтылық
Жартылай өткізгіштерді сынау платформаның тұрақтылығына өте жоғары талаптар қояды және чиптің сипаттамаларын наноөлшемде дәл өлшеуді қажет етеді. Шойынның термиялық кеңею коэффициенті салыстырмалы түрде жоғары, шамамен 10-12 × 10⁻⁶/℃. Анықтау жабдығының жұмысы немесе қоршаған орта температурасының ауытқуы нәтижесінде пайда болатын жылу шойын платформасының айтарлықтай термиялық кеңеюі мен жиырылуына әкеледі, бұл анықтау зондтары мен чип арасында позициялық ауытқуларға әкеледі және өлшеу дәлдігіне әсер етеді.
Граниттің термиялық кеңею коэффициенті небәрі 0,6-5 × 10⁻⁶/℃ құрайды, бұл шойынның бір бөлігі немесе одан да төмен. Оның құрылымы тығыз. Ішкі кернеу ұзақ мерзімді табиғи қартаю арқылы негізінен жойылды және температураның өзгеруіне минималды әсер етеді. Сонымен қатар, граниттің қаттылығы жоғары, оның қаттылығы шойынға қарағанда 2-3 есе жоғары (HRC > 51-ге баламалы), ол сыртқы соққылар мен дірілдерге тиімді қарсы тұра алады және платформаның жазықтығы мен түзулігін сақтай алады. Мысалы, жоғары дәлдіктегі чип тізбегін анықтауда гранит платформасы жазықтық қателігін ±0,5 мкм/м шегінде басқара алады, бұл анықтау жабдығының күрделі ортада наноөлшемді дәлдікпен анықтауға қол жеткізе алатынын қамтамасыз етеді.
Таза анықтау ортасын жасайтын керемет магнитке қарсы қасиет
Жартылай өткізгіштерді сынау жабдықтарындағы электрондық компоненттер мен сенсорлар электромагниттік кедергілерге өте сезімтал. Шойын белгілі бір дәрежеде магнетизмге ие. Электромагниттік ортада ол индукцияланған магнит өрісін тудырады, бұл анықтау жабдықтарының электромагниттік сигналдарына кедергі келтіреді, нәтижесінде сигнал бұрмаланады және анықтау деректері қалыптан тыс болады.
Ал гранит, керісінше, антимагниттік материал болып табылады және сыртқы магнит өрістерімен поляризацияланбайды. Ішкі электрондар химиялық байланыстар ішінде жұп болып табылады және құрылымы тұрақты, сыртқы электромагниттік күштерге әсер етпейді. 10 мТ күшті магнит өрісі ортасында гранит бетіндегі индукцияланған магнит өрісінің қарқындылығы 0,001 мТ-дан аз, ал шойын бетіндегісі 8 мТ-дан асады. Бұл мүмкіндік гранит платформасына анықтау жабдықтары үшін таза электромагниттік орта жасауға мүмкіндік береді, әсіресе кванттық чипті анықтау және жоғары дәлдіктегі аналогтық тізбекті анықтау сияқты электромагниттік шуға қатаң талаптар қойылатын жағдайлар үшін қолайлы, анықтау нәтижелерінің сенімділігі мен тұрақтылығын тиімді түрде арттырады.
Жартылай өткізгіштерді сынау платформаларын салуда гранит коррозияға төзімділік, тұрақтылық және магнетизмге қарсылық сияқты маңызды артықшылықтарының арқасында шойын материалдарынан асып түсті. Жартылай өткізгіш технологиясы жоғары дәлдікке қарай дамыған сайын, гранит сынау жабдықтарының жұмысын қамтамасыз етуде және жартылай өткізгіштер өнеркәсібінің дамуын ілгерілетуде маңызды рөл атқара береді.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 15 мамыр