Жартылай өткізгіштер өнеркәсібіндегі жасыл кремний карбидінің микроұнтағының бірегей құндылығы
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі әрқашан жоғары технологиялармен синоним болып келді, адамдар көбінесе фотолитографиялық машиналар және чип дизайны сияқты жоғары деңгейлі тақырыптарды талқылайды. Дегенмен, бұл салада кейбір маңызды емес болып көрінетін материалдар шешуші рөл атқарады.Жасыл кремний карбидінің микроұнтағыосындай материалдардың бірі. Бүгін осы арнайы материалды жартылай өткізгіш өндірісінде үнсіз жұмыс істеп жатқанын талқылайық.
Қызықты оқиғадан бастайын. Өткен жылы мен жартылай өткізгіштер саласының сауда көрмесіне қатыстым. Қарапайым стендте бірнеше инженер ұнтақтау жабдығының бір бөлігін қызу талқылап жатты. Мұқият тыңдап отырып, олардың «жасыл кремний карбиді микроұнтағын» қайта-қайта айтып жатқанын естідім. Сол кезде мен таң қалдым; ол дәстүрлі өнеркәсіптік абразив сияқты естілді, сондықтан оны дәлдік жартылай өткізгіштерге қалай қосуға болады? Кейінірек мен бұл салада материал неғұрлым қарапайым болса, соғұрлым маңызды екенін түсіндім.
Жасыл кремний карбидінің микроұнтағы дегеніміз не? Қарапайым тілмен айтқанда, бұл кварц құмы мен мұнай коксы сияқты шикізаттан жоғары температуралы электр пешінде балқытылған жасанды аса қатты материал. Ол өз атауын жоғары тазалығы мен ерекше жасыл түсінен алған. Бұл ұсақ бөлшектерді бағаламаңыз; олардың қаттылығы тек гауһардан кейін екінші орында, бірақ олар жоғары термиялық тұрақтылық пен химиялық инерттілікке ие.
Жартылай өткізгіштер өндірісінде пластинаның жазықтығы чиптің шығымдылығын тікелей анықтайды. Бұл бізді негізгі дағдыға әкеледіжасыл кремний карбидімикроұнтақ: химиялық механикалық жылтырату (ХМЖ). Лао Чжан, пластина фабрикасының инженер-технологы, айқын ұқсастықты қолданады: «Бұл пластинаға «бет күтімін» берумен бірдей – сызаттар қалдырмай, кедір-бұдырлар мен тегіс емес жерлерді тегістеу. Жасыл кремний карбидінің микроұнтағы жоғары деңгейлі тері күтіміндегі микрокристалды бөлшектер сияқты – жұмсақ, бірақ тиімді». Шынында да, чип өндірісінде микронның оннан бір бөлігінің де тегіс еместігі қысқа тұйықталуға немесе ашық тұйықталуға әкелуі мүмкін.
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібінде жылуды басқару үздіксіз қиындық болып табылады. Чип интеграциясы артқан сайын жылудың таралуы барған сайын айқындала түседі.Жасыл кремний карбидінің микроұнтағыбұл тұрғыда ерекше шеберлікке ие: оны жылу өткізгіш материалдарға қосу жылу таратуды айтарлықтай жақсартады. Белгілі чип компаниясының жылу инженері маған: «Қазір біз жоғары сапалы жылу пастасында арнайы жасыл кремний карбидінің микроұнтағын қолданамыз, бұл жылу тарату тиімділігін 20%-дан астамға арттырады. Бұл 5 нм және 3 нм технологиялық процестерде өте пайдалы», - деді.
Жасыл кремний карбидінің микроұнтағы жартылай өткізгіш жабдықтар өндірісінде одан да маңызды. Литография машиналары мен ою машиналарындағы ондаған миллион юань тұратын көптеген негізгі компоненттер өте жоғары өңдеу дәлдігін талап етеді. Мысалы, литография машиналарының оптикалық жүйелері өте жоғары айна жазықтығын талап етеді, бұл жасыл кремний карбидінің микроұнтағын пайдалануды қажет етеді.дәлдікпен ұнтақтау. 20 жылдық тәжірибесі бар ардагер: «Бұл материалды пайдалану өте қиын. Бөлшектердің өлшемін, концентрациясын және рН мәнін дәл бақылау қажет; тіпті ең аз ауытқу соңғы нәтижеге әсер етуі мүмкін», - деді.
Айта кету керек, үшінші буын жартылай өткізгіш материалдарының өсуімен жасыл кремний карбидінің микроұнтағы жаңа қолданыс тапты. Кремний карбидіне негізделген жартылай өткізгіш құрылғылардың өздері өңдеу кезінде ұнтақтау және жылтырату үшін жасыл кремний карбидінің микроұнтағын қажет етеді. Бұл қызықты цикл - кремний карбидін кремний карбидін өңдеу үшін пайдалану. Жартылай өткізгіш жаңа материалдар компаниясының техникалық директоры күлімсіреп: «Бұл гауһарды кесу үшін гауһарды пайдалану сияқты; тек материалдар сияқты бір-бірін шынымен түсіне алады», - деді.
Жасыл кремний карбидінің микроұнтағы сапаны бақылауда да ерекше рөл атқарады. Жартылай өткізгіш зауыттар жабдықтарды үнемі күтіп ұстауды, әсіресе конвейер желілері мен реакция камераларын тазалауды қажет етеді. Жасыл кремний карбидінің микроұнтағы химиялық тұрғыдан инертті болғандықтан және жаңа ластаушы заттарды енгізбейтіндіктен, ол тазалау процестері үшін ең қолайлы материал болып табылады. Техникалық қызмет көрсету инженері: «Басқа абразивтермен салыстырғанда,жасыл кремний карбидінің микроұнтағыжабдықтың ішкі қабырғаларында металл иондарын қалдырмайды, бұл чип өндірісінде таза ортаны сақтау үшін өте маңызды.
Әрине, әрбір материалды жетілдіруге мүмкіндік бар. Жасыл кремний карбидінің микроұнтағының қазіргі кездегі қиындықтары, ең алдымен, шығындарды бақылау және сапаның тұрақтылығында жатыр. Күрделі өндіріс процесі және жоғары энергия тұтыну оның жоғары бағасына ықпал етеді. Сонымен қатар, партиялар арасындағы тұрақтылық пайдаланушылар үшін маңызды мәселе болып табылады. Дегенмен, бірнеше жетекші отандық компаниялар қазірдің өзінде осы мәселелерді шешіп, өндіріс процестері мен сапа менеджменті жүйелерін жетілдіру арқылы импорттық өнімдермен арақашықтықты біртіндеп азайтып келеді.
Болашаққа көз жүгіртсек, жартылай өткізгіш технологиясы кішігірім процестерге және жоғары деңгейдегі интеграцияға қарай дамып келе жатқандықтан, жасыл кремний карбидінің микроұнтағына деген сұраныс өсе береді. Бұл әсіресе жасанды интеллект чиптері, 5G байланыс чиптері және автономды басқару чиптері сияқты дамып келе жатқан салаларда байқалады, олар өңдеу дәлдігі мен жылуды тарату өнімділігіне одан да жоғары талаптар қояды. Бұл жасыл кремний карбидінің микроұнтағын қолданудың кең ауқымын ашады.
Мен сала ардагерінің: «Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі айсберг сияқты. Адамдар тек чиптің дизайны мен беткі қабаттағы ірі өндірісті ғана көреді, ал беткі қабаттағы материалдар, процестер мен жабдықтар бүкіл саланы қолдайтын негіз болып табылады», - дегені есімде. Жасыл кремний карбидінің микроұнтағы - осы негізгі материалдардың ажырамас құрамдас бөлігі. Ол литография машинасы сияқты көз тартарлық болмауы мүмкін, бірақ бүкіл жартылай өткізгіштер өнеркәсібінің дамуын қолдайтын осы «көзге түспейтін» материалдар.
Келесі жолы смартфонды пайдаланған кезде немесе ақылды көлік жүргізген кезде, осы жоғары технологиялық өнімдердің артында жасыл кремний карбидінің микроұнтағы сияқты «қарапайым» материалдардың үлесі жатқанын ескеріңіз. Өйткені, әрбір саланың ілгерілеуі осы үнсіз, адал «көрініс артындағы батырлардан» ажырамас.