Орчин үеийн технологид дэвшилтэт дэлгэцийн самбараас эхлээд шинжлэх ухааны хамгийн сүүлийн үеийн багаж хэрэгсэл хүртэл миниатюрчлал болон гүйцэтгэлийг тасралтгүй хөгжүүлэх хүсэл эрмэлзэл нь уламжлалт инженерийн материалын хязгаарыг давсан. Микроноос бага, тэр ч байтугай нанометрийн түвшний нарийвчлалыг эрэлхийлэхийн тулд инженерүүд геологийн мянган жилийн турш төгс төгөлдөр болсон материал болох байгалийн боржин чулууг байнга ашиглаж байна. Энэхүү энгийн мэт санагдах чулуу нь бидний дижитал ирээдүйг бүрдүүлдэг тоног төхөөрөмжийн хувьд хэлэлцээр хийх боломжгүй суурь болсон.
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл, дэвшилтэт хэмжил зүй зэрэг салбарт тогтвортой байдал, нарийвчлалын эрэлт хэрэгцээ байгаа нь нарийн боржин чулуун эд ангиуд яагаад улам бүр чухал болж байгааг харуулж байна. Дулааны тэлэлт болон чичиргээнд маш мэдрэмтгий металлуудаас ялгаатай нь хар боржин чулуу нь хэт нарийвчлалтай үйл ажиллагаанд тохиромжтой орчинг бүрдүүлдэг өвөрмөц физик шинж чанаруудын хослолыг санал болгодог.
Хавтгай самбарын дэлгэцийн технологийн үндэс суурь
Орчин үеийн дэлгэцийн хавтангуудыг, ялангуяа Аморф цахиур (a-Si) болон Бага температурт поликристал цахиур (LTPS) технологид суурилсан хавтангуудыг үйлдвэрлэхэд том талбайд онцгой тэгш байдал болон байрлалын нарийвчлалыг хадгалах чадвартай машин механизм шаардлагатай байдаг. Энэ бол a-Si массивын боржин чулуун механик эд ангиуд болон LTPS массивын тоног төхөөрөмжийн нарийвчлалтай боржин чулуу чухал үүрэг гүйцэтгэдэг газар юм.
Дэлгэцэнд зориулж том талбайтай шилэн суурь үйлдвэрлэх үед машины бүтцийн өчүүхэн хазайлт ч гэсэн үнэтэй согог, ургацын алдагдалд хүргэж болзошгүй юм. Боржин чулуун дулааны тэлэлтийн маш бага коэффициент (гангийнхаас бараг тал хувь) нь цэвэр өрөөний орчинд температурын бага зэргийн хэлбэлзэлтэй байсан ч машины бүтэц хэмжээст тогтвортой хэвээр байхыг баталгаажуулдаг. Цаашилбал, цутгамал төмөр эсвэл гангаас хамаагүй өндөр дотоод чийгшүүлэх чадвар нь микроскопийн чичиргээг саармагжуулахад чухал үүрэгтэй. Хүний хүрэлцэхгүй байж болох эдгээр чичиргээ нь массив дээрх жижиг транзистор болон хэлхээг бүрдүүлэхэд ашигладаг литографи, сийлбэр эсвэл тунадасжуулалтын процесст сүйрэлд хүргэж болзошгүй юм. Эдгээр энергийг хурдан тарааснаар боржин чулуун суурь, дам нуруу, ганти эд ангиуд нь мэдрэмтгий үе шатууд нь өндөр нягтралтай дэлгэцийг өндөр эзэлхүүнтэй, өндөр бүтээмжтэй үйлдвэрлэхэд шаардлагатай шингэн, давтагдах нарийвчлалтайгаар хөдөлдөг болохыг баталгаажуулдаг.
Боржин чулууны төрөлхийн хатуулаг нь машины эд ангиуд нь том гантри систем, вакуум камер, процессын толгой гэх мэт хүнд ачааг хамгийн бага хазайлттайгаар даах чадвартай бөгөөд энэ нь ажлын бүх хүрээнд тогтвортой гүйцэтгэлийг баталгаажуулдаг гэсэн үг юм.
Хэмжилзүйн тусламжтайгаар жинхэнэ шинжлэх ухааны нээлтийг бий болгох нь
Үйлдвэрлэлээс гадна нарийн боржин чулууны өвөрмөц шинж чанарууд нь суурь шинжлэх ухааны судалгаа, хэмжилзүйн салбарт зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Үүний тод жишээ бол өндөр нарийвчлалтай аналитик багаж хэрэгсэл, ялангуяа рентген туяаны дифракцийн тоног төхөөрөмжийн нарийн боржин чулуунд гүйцэтгэх үүрэг юм.
Рентген туяаны дифракци нь болор материалын атом ба молекулын бүтцийг тодорхойлоход ашигладаг хүчирхэг арга юм. Дээж болон рентген туяа илрүүлэгчийг эргүүлдэг төхөөрөмж болох гониометрт шаардагдах нарийвчлал нь гайхалтай юм. Тусах өнцөг эсвэл илрүүлэлтэд нөлөөлдөг аливаа хөдөлгөөн эсвэл чичиргээ нь цуглуулж буй нарийн төвөгтэй өгөгдлийг бүрэн хүчингүй болгож болзошгүй юм.
Өндөр зэрэглэлийн XRD системийн хэмжилзүйн платформ нь дулааны шилжилтээс ангид байх ёстой бөгөөд нарийн төвөгтэй оптик болон механик угсралтыг онцгой тогтвортой байдлаар дэмжих чадвартай байх ёстой. Нарийвчлалтай боржин чулуу нь дэвшилтэт материалын шинжилгээнд шаардлагатай өнцгийн нарийвчлалд хүрэхэд шаардлагатай төгс хавтгай, хэмжээст идэвхгүй лавлах хавтгайг өгдөг. Үүний соронзон бус шинж чанарууд нь нэмэлт давуу тал бөгөөд тоног төхөөрөмжийн доторх мэдрэмтгий электрон мэдрэгч болон цахилгаан соронзон хяналтын системүүд нь хар металлын нийтлэг асуудал болох үлдэгдэл соронзон чанарт өртөхгүй байхыг баталгаажуулдаг.
Нарийвчлалын эрин үед байгалийн чулууны харьцуулшгүй давуу талууд
Эдгээр хүнд хэцүү хэрэглээнд боржин чулууны амжилт нь тохиолдлын зүйл биш; энэ нь түүний төрөлхийн материалын шинжлэх ухааны шууд үр дүн юм.
-
Хэмжээст тогтвортой байдал: Сая сая жилийн турш геологийн хөгшрөлтийн дараа өндөр чанартай хар боржин чулуун дотоод бүтэц нь жигд бөгөөд стрессийг бууруулдаг тул цаг хугацааны явцад бараг тэг дотоод хөдөлгөөнийг хангадаг бөгөөд энэ нь тохируулгыг хадгалахад чухал үүрэгтэй.
-
Дулааны бага тэлэлт: Температурын өөрчлөлтөд үзүүлэх хамгийн бага хариу үйлдэл нь геометрийг хадгалдаг бөгөөд энэ нь хяналттай боловч төгс изотерм биш нөхцөлд ажилладаг бүх нарийн процессуудад чухал ач холбогдолтой шинж чанар юм.
-
Чичиргээг намсгах: Байгалийн эрдэс найрлага нь механик дуу чимээг инженерчлэлийн аргаар хийсэн металлаас илүү хурдан бөгөөд илүү үр дүнтэй дарж, гайхалтай өвөрмөц намсгах үйлчилгээ үзүүлдэг.
-
Зэврэлтгүй ба соронзон бус: Боржин чулуу нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, соронзон бус тул засвар үйлчилгээг хялбарчилж, мэдрэмтгий багаж хэрэгсэлд нөлөөлж болзошгүй цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцооны асуудлыг арилгадаг.
Эдгээр шинж чанаруудыг ашигласнаар үйлдвэрлэгчид технологийн инновацийн дараагийн давалгааг урагшлуулахад шаардлагатай микрон болон нанометрийн түвшний хүлцэлд хүрч чадна. Уламжлалт металл сууриас захиалгаар хийсэн, хэт хавтгай боржин чулуун суурь руу шилжих нь өндөр нарийвчлалтай инженерчлэлийн үндсэн өөрчлөлтийг илэрхийлж байгаа бөгөөд жинхэнэ тогтвортой байдлын хувьд заримдаа хамгийн эртний материалууд хамгийн сайн байдаг гэдгийг хүлээн зөвшөөрсөн явдал юм. a-Si, LTPS эсвэл дэвшилтэт хэмжилзүйн тоног төхөөрөмжид хосгүй нарийвчлалд хүрэхийг зорьж буй аливаа компанийн хувьд нарийвчлалтай боржин чулуу нь зөвхөн материалын сонголт биш; энэ нь өрсөлдөөний зайлшгүй шаардлага юм.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 3