Хагас дамжуулагчийн туршилтын салбарт туршилтын тавцангийн материалын сонголт нь туршилтын нарийвчлал, төхөөрөмжийн тогтвортой байдалд шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. Уламжлалт цутгамал төмрийн материалтай харьцуулахад боржин чулуу нь гайхалтай гүйцэтгэлийн улмаас хагас дамжуулагчийн туршилтын платформд хамгийн тохиромжтой сонголт болж байна.
Зэврэлтээс хамгаалах гайхалтай эсэргүүцэл нь урт хугацааны тогтвортой ажиллагааг хангана
Хагас дамжуулагчийг турших явцад янз бүрийн химийн урвалжууд, тухайлбал фоторезистийг боловсруулахад ашигладаг калийн гидроксидын (KOH) уусмал, сийлбэр хийх явцад фторын хүчил (HF), азотын хүчил (HNO₃) зэрэг өндөр идэмхий бодисууд оролцдог. Цутгамал төмрийг голчлон төмрийн элементүүдээс бүрдүүлдэг. Ийм химийн орчинд исэлдэх-багадах урвал явагдах магадлал өндөр байдаг. Төмрийн атомууд электроноо алдаж, уусмал дахь хүчиллэг бодисуудтай шилжих урвалд орж, гадаргууг хурдан зэврүүлж, зэв, хонхорыг үүсгэж, тавцангийн тэгш байдал, хэмжээсийн нарийвчлалыг гэмтээдэг.
Үүний эсрэгээр боржингийн эрдэс найрлага нь түүнийг зэврэлтэнд тэсвэртэй болгодог. Үүний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох кварц (SiO₂) нь маш тогтвортой химийн шинж чанартай бөгөөд энгийн хүчил, суурьтай бараг урвалд ордоггүй. Хээрийн жонш зэрэг ашигт малтмал нь химийн ерөнхий орчинд мөн идэвхгүй байдаг. Олон тооны туршилтууд нь ижил төстэй загварчилсан хагас дамжуулагч илрүүлэх химийн орчинд боржин чулууны химийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь цутгамал төмрийнхээс 15 дахин их болохыг харуулсан. Энэ нь боржин чулуун тавцанг ашиглах нь зэврэлтээс үүдэлтэй тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээний давтамж, зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулж, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгах, илрүүлэх нарийвчлалын урт хугацааны тогтвортой байдлыг хангах боломжтой гэсэн үг юм.
Нанометрийн түвшний илрүүлэх нарийвчлалын шаардлагыг хангасан хэт өндөр тогтвортой байдал
Хагас дамжуулагчийн туршилт нь платформын тогтвортой байдалд маш өндөр шаардлага тавьдаг бөгөөд чипийн шинж чанарыг нано хэмжээстээр нарийн хэмжих шаардлагатай байдаг. Цутгамал төмрийн дулаан тэлэлтийн коэффициент нь харьцангуй өндөр, ойролцоогоор 10-12 ×10⁻⁶/℃ байна. Илрүүлэх төхөөрөмжийн үйл ажиллагаанаас үүсэх дулаан эсвэл орчны температурын хэлбэлзэл нь цутгамал төмрийн тавцангийн дулааны тэлэлт, агшилтыг ихэсгэж, илрүүлэх датчик болон чипийн хооронд байрлалын хазайлт үүсгэж, хэмжилтийн нарийвчлалд нөлөөлнө.
Боржингийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь ердөө 0.6-5×10⁻⁶/℃ бөгөөд энэ нь цутгамал төмрийнхөөс бага буюу бага байна. Түүний бүтэц нь нягт юм. Дотоод стресс нь удаан хугацааны байгалийн хөгшрөлтөөр үндсэндээ арилдаг бөгөөд температурын өөрчлөлтөд хамгийн бага өртдөг. Нэмж дурдахад боржин чулуу нь хүчтэй хатуулагтай бөгөөд цутгамал төмрөөс 2-3 дахин их хатуулагтай (HRC > 51-тэй тэнцэх) бөгөөд энэ нь гадны нөлөөлөл, чичиргээг үр дүнтэй эсэргүүцэж, тавцангийн тэгш байдал, шулуун байдлыг хадгалах чадвартай. Жишээлбэл, өндөр нарийвчлалтай чип хэлхээг илрүүлэхэд боржин чулуун платформ нь ±0.5μm/m дотор тэгш байдлын алдааг хянах боломжтой бөгөөд илрүүлэх төхөөрөмж нь нарийн төвөгтэй орчинд нано хэмжээний нарийвчлалтай илрүүлэх боломжтой хэвээр байна.
Соронзон эсэргүүцэх гайхалтай шинж чанар нь цэвэр илрүүлэх орчинг бүрдүүлдэг
Хагас дамжуулагчийн туршилтын төхөөрөмжийн электрон эд анги, мэдрэгч нь цахилгаан соронзон хөндлөнгийн нөлөөнд маш мэдрэмтгий байдаг. Цутгамал төмөр нь тодорхой хэмжээний соронзон шинж чанартай байдаг. Цахилгаан соронзон орчинд энэ нь өдөөгдсөн соронзон орон үүсгэх бөгөөд энэ нь илрүүлэх төхөөрөмжийн цахилгаан соронзон дохионд саад болж, дохионы гажуудал болон хэвийн бус илрүүлэх өгөгдөлд хүргэдэг.
Харин боржин чулуу нь соронзон эсрэг материал бөгөөд гадны соронзон орны нөлөөнд бараг туйлшрахгүй. Дотоод электронууд нь химийн холбоонд хос хосоороо оршдог бөгөөд бүтэц нь тогтвортой, гадны цахилгаан соронзон хүчний нөлөөнд автдаггүй. 10мТ хүчтэй соронзон орны орчинд боржингийн гадаргуу дээрх индукцийн соронзон орны эрч хүч 0.001mT-аас бага, харин цутгамал төмрийн гадаргуу дээр 8мТ-аас дээш өндөр байдаг. Энэ функц нь боржин чулуун платформыг илрүүлэх төхөөрөмжид цэвэр цахилгаан соронзон орчинг бий болгох боломжийг олгодог бөгөөд ялангуяа квант чип илрүүлэх, өндөр нарийвчлалтай аналог хэлхээ илрүүлэх зэрэг цахилгаан соронзон шуугианы хатуу шаардлага бүхий хувилбаруудад тохиромжтой бөгөөд илрүүлэлтийн үр дүнгийн найдвартай, тогтвортой байдлыг үр дүнтэй сайжруулдаг.
Хагас дамжуулагчийн туршилтын платформыг барихад боржин чулуу нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, тогтвортой байдал, соронзон хамгаалалт зэрэг чухал давуу талуудын улмаас цутгамал төмрийн материалыг бүхэлд нь давж гарсан. Хагас дамжуулагчийн технологи өндөр нарийвчлалтай хөгжихийн хэрээр боржин чулуу нь туршилтын төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг хангах, хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн дэвшлийг дэмжихэд улам чухал үүрэг гүйцэтгэх болно.
Шуудангийн цаг: 2025-05-15