கிரானைட் அடித்தளம் இல்லாமல் ஐசி சோதனை உபகரணங்களால் ஏன் செய்ய முடியாது? அதன் பின்னணியில் உள்ள தொழில்நுட்ப குறியீட்டை ஆழமாக வெளிப்படுத்துங்கள்.

இன்று, குறைக்கடத்தித் துறையின் விரைவான வளர்ச்சியுடன், சில்லுகளின் செயல்திறனை உறுதி செய்வதற்கான ஒரு முக்கிய இணைப்பாக IC சோதனை, அதன் துல்லியம் மற்றும் நிலைத்தன்மை நேரடியாக சில்லுகளின் மகசூல் விகிதத்தையும் தொழில்துறையின் போட்டித்தன்மையையும் பாதிக்கிறது. சில்லு உற்பத்தி செயல்முறை 3nm, 2nm மற்றும் இன்னும் மேம்பட்ட முனைகளை நோக்கி முன்னேறி வருவதால், IC சோதனை உபகரணங்களில் உள்ள முக்கிய கூறுகளுக்கான தேவைகள் பெருகிய முறையில் கடுமையாகி வருகின்றன. கிரானைட் தளங்கள், அவற்றின் தனித்துவமான பொருள் பண்புகள் மற்றும் செயல்திறன் நன்மைகளுடன், IC சோதனை உபகரணங்களுக்கு ஒரு தவிர்க்க முடியாத "தங்க கூட்டாளியாக" மாறிவிட்டன. இதற்குப் பின்னால் என்ன தொழில்நுட்ப தர்க்கம் உள்ளது?
I. பாரம்பரிய அடிப்படைகளின் "சமாளிக்க இயலாமை"
IC சோதனைச் செயல்பாட்டின் போது, ​​நானோ அளவிலான சிப் பின்களின் மின் செயல்திறன், சிக்னல் ஒருமைப்பாடு போன்றவற்றை உபகரணங்கள் துல்லியமாகக் கண்டறிய வேண்டும். இருப்பினும், பாரம்பரிய உலோகத் தளங்கள் (வார்ப்பிரும்பு மற்றும் எஃகு போன்றவை) நடைமுறை பயன்பாடுகளில் பல சிக்கல்களை வெளிப்படுத்தியுள்ளன.
ஒருபுறம், உலோகப் பொருட்களின் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது, பொதுவாக 10×10⁻⁶/℃ க்கு மேல். IC சோதனை உபகரணங்களின் செயல்பாட்டின் போது உருவாகும் வெப்பம் அல்லது சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் ஏற்படும் சிறிய மாற்றங்கள் கூட உலோக அடித்தளத்தின் குறிப்பிடத்தக்க வெப்ப விரிவாக்கம் மற்றும் சுருக்கத்தை ஏற்படுத்தும். உதாரணமாக, 1 மீட்டர் நீளமுள்ள வார்ப்பிரும்பு அடித்தளம் வெப்பநிலை 10℃ ஆக மாறும்போது 100μm வரை விரிவடைந்து சுருங்கலாம். இத்தகைய பரிமாண மாற்றங்கள் சோதனை ஆய்வை சிப் ஊசிகளுடன் தவறாக சீரமைக்க போதுமானது, இதன் விளைவாக மோசமான தொடர்பு ஏற்பட்டு பின்னர் சோதனைத் தரவு சிதைந்துவிடும்.

மறுபுறம், உலோகத் தளத்தின் தணிப்பு செயல்திறன் மோசமாக உள்ளது, இதனால் உபகரணங்களின் செயல்பாட்டால் உருவாகும் அதிர்வு ஆற்றலை விரைவாக உட்கொள்வது கடினம். உயர் அதிர்வெண் சமிக்ஞை சோதனையின் சூழ்நிலையில், தொடர்ச்சியான நுண்-அலைவு அதிக அளவு சத்தத்தை அறிமுகப்படுத்தும், இது சமிக்ஞை ஒருமைப்பாடு சோதனையின் பிழையை 30% க்கும் அதிகமாக அதிகரிக்கும். கூடுதலாக, உலோகப் பொருட்கள் அதிக காந்த உணர்திறனைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் சோதனை உபகரணங்களின் மின்காந்த சமிக்ஞைகளுடன் இணைவதற்கு வாய்ப்புள்ளது, இதன் விளைவாக சுழல் மின்னோட்ட இழப்புகள் மற்றும் ஹிஸ்டெரிசிஸ் விளைவுகள் ஏற்படுகின்றன, இது துல்லியமான அளவீடுகளின் துல்லியத்தில் தலையிடுகிறது.
Ii. கிரானைட் தளங்களின் "கடின வலிமை"
இறுதி வெப்ப நிலைத்தன்மை, துல்லியமான அளவீட்டிற்கான அடித்தளத்தை அமைக்கிறது.
கிரானைட், அயனி மற்றும் கோவலன்ட் பிணைப்புகள் மூலம் குவார்ட்ஸ் மற்றும் ஃபெல்ட்ஸ்பார் போன்ற கனிம படிகங்களின் இறுக்கமான கலவையால் உருவாகிறது. அதன் வெப்ப விரிவாக்க குணகம் மிகவும் குறைவாக உள்ளது, 0.6-5×10⁻⁶/℃ மட்டுமே, இது உலோகப் பொருட்களின் வெப்ப விரிவாக்க குணகத்தில் தோராயமாக 1/2-1/20 ஆகும். வெப்பநிலை 10℃ மாறினாலும், 1 மீட்டர் நீளமுள்ள கிரானைட் அடித்தளத்தின் விரிவாக்கம் மற்றும் சுருக்கம் 50nm க்கும் குறைவாக உள்ளது, இது கிட்டத்தட்ட "பூஜ்ஜிய சிதைவை" அடைகிறது. இதற்கிடையில், கிரானைட்டின் வெப்ப கடத்துத்திறன் 2-3 W/(m · K) மட்டுமே, இது உலோகங்களின் வெப்ப கடத்துத்திறனில் 1/20 க்கும் குறைவாக உள்ளது. இது உபகரணங்களின் வெப்ப கடத்தலை திறம்பட தடுக்கலாம், அடித்தளத்தின் மேற்பரப்பு வெப்பநிலையை சீரானதாக வைத்திருக்கலாம், மேலும் சோதனை ஆய்வு மற்றும் சிப் எப்போதும் நிலையான ஒப்பீட்டு நிலையை பராமரிப்பதை உறுதிசெய்யலாம்.
2. சூப்பர் வலுவான அதிர்வு ஒடுக்கம் ஒரு நிலையான சோதனை சூழலை உருவாக்குகிறது
கிரானைட்டின் உள்ளே இருக்கும் தனித்துவமான படிகக் குறைபாடுகள் மற்றும் தானிய எல்லை சறுக்கும் அமைப்பு, 0.3-0.5 வரை ஈரப்பத விகிதம் கொண்ட வலுவான ஆற்றல் சிதறல் திறனை வழங்குகிறது, இது உலோக அடித்தளத்தை விட ஆறு மடங்கு அதிகம். 100Hz அதிர்வு தூண்டுதலின் கீழ், கிரானைட் அடித்தளத்தின் அதிர்வு தணிப்பு நேரம் 0.1 வினாடிகள் மட்டுமே என்றும், வார்ப்பிரும்பு அடித்தளத்தின் அதிர்வு தணிப்பு நேரம் 0.8 வினாடிகள் என்றும் சோதனைத் தரவு காட்டுகிறது. இதன் பொருள், கிரானைட் அடித்தளம் உபகரணங்கள் தொடங்குதல் மற்றும் பணிநிறுத்தம், வெளிப்புற தாக்கங்கள் போன்றவற்றால் ஏற்படும் அதிர்வுகளை உடனடியாக அடக்கி, சோதனை தளத்தின் அதிர்வு வீச்சை ±1μm க்குள் கட்டுப்படுத்த முடியும், இது நானோ அளவிலான ஆய்வுகளின் நிலைப்பாட்டிற்கு நிலையான உத்தரவாதத்தை வழங்குகிறது.
3. இயற்கையான காந்த எதிர்ப்பு பண்புகள், மின்காந்த குறுக்கீட்டை நீக்குதல்
கிரானைட் என்பது தோராயமாக -10 ⁻⁵ காந்த உணர்திறன் கொண்ட ஒரு டயமக்னடிக் பொருள். உள் எலக்ட்ரான்கள் வேதியியல் பிணைப்புகளுக்குள் ஜோடிகளாக உள்ளன மற்றும் வெளிப்புற காந்தப்புலங்களால் ஒருபோதும் துருவப்படுத்தப்படுவதில்லை. 10mT இன் வலுவான காந்தப்புல சூழலில், கிரானைட்டின் மேற்பரப்பில் தூண்டப்பட்ட காந்தப்புல தீவிரம் 0.001mT க்கும் குறைவாக உள்ளது, அதே நேரத்தில் வார்ப்பிரும்பின் மேற்பரப்பில் அது 8mT க்கும் அதிகமாக உள்ளது. இந்த இயற்கையான காந்த எதிர்ப்பு பண்பு IC சோதனை உபகரணங்களுக்கு ஒரு தூய அளவீட்டு சூழலை உருவாக்க முடியும், இது பட்டறை மோட்டார்கள் மற்றும் RF சிக்னல்கள் போன்ற வெளிப்புற மின்காந்த குறுக்கீட்டிலிருந்து பாதுகாக்கிறது. குவாண்டம் சில்லுகள் மற்றும் உயர்-துல்லியமான ADCகள்/Dacகள் போன்ற மின்காந்த இரைச்சலுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்ட சோதனை சூழ்நிலைகளுக்கு இது மிகவும் பொருத்தமானது.
மூன்றாவதாக, நடைமுறை பயன்பாடு குறிப்பிடத்தக்க முடிவுகளை அடைந்துள்ளது.
ஏராளமான குறைக்கடத்தி நிறுவனங்களின் நடைமுறைகள் கிரானைட் தளங்களின் மதிப்பை முழுமையாக நிரூபித்துள்ளன. உலகளவில் புகழ்பெற்ற குறைக்கடத்தி சோதனை உபகரண உற்பத்தியாளர் அதன் உயர்நிலை 5G சிப் சோதனை தளத்தில் கிரானைட் தளத்தை ஏற்றுக்கொண்ட பிறகு, அது வியக்கத்தக்க முடிவுகளை அடைந்தது: ஆய்வு அட்டையின் நிலைப்படுத்தல் துல்லியம் ±5μm இலிருந்து ±1μm ஆக அதிகரித்தது, சோதனைத் தரவின் நிலையான விலகல் 70% குறைந்தது, மேலும் ஒரு சோதனையின் தவறான மதிப்பீடு விகிதம் 0.5% இலிருந்து 0.03% ஆகக் கணிசமாகக் குறைந்தது. இதற்கிடையில், அதிர்வு அடக்கும் விளைவு குறிப்பிடத்தக்கது. அதிர்வு சிதைவடையும் வரை காத்திருக்காமல் உபகரணங்கள் சோதனையைத் தொடங்கலாம், ஒற்றை சோதனை சுழற்சியை 20% குறைக்கலாம் மற்றும் வருடாந்திர உற்பத்தி திறனை 3 மில்லியனுக்கும் அதிகமான வேஃபர்களால் அதிகரிக்கலாம். கூடுதலாக, கிரானைட் தளம் 10 ஆண்டுகளுக்கும் மேலான ஆயுட்காலம் கொண்டது மற்றும் அடிக்கடி பராமரிப்பு தேவையில்லை. உலோகத் தளங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அதன் ஒட்டுமொத்த செலவு 50% க்கும் அதிகமாகக் குறைக்கப்படுகிறது.
நான்காவதாக, தொழில்துறை போக்குகளுக்கு ஏற்ப மாற்றியமைத்து, சோதனை தொழில்நுட்பத்தை மேம்படுத்துவதற்கு வழிவகுக்க வேண்டும்.
மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்களின் (சிப்லெட் போன்றவை) வளர்ச்சியுடனும், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சில்லுகள் போன்ற வளர்ந்து வரும் துறைகளின் எழுச்சியுடனும், IC சோதனையில் சாதன செயல்திறனுக்கான தேவைகள் தொடர்ந்து அதிகரிக்கும். கிரானைட் தளங்களும் தொடர்ந்து புதுமைகளை உருவாக்கி மேம்படுத்துகின்றன. தேய்மான எதிர்ப்பை அதிகரிக்க மேற்பரப்பு பூச்சு சிகிச்சை மூலம் அல்லது செயலில் அதிர்வு இழப்பீடு மற்றும் பிற தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களை அடைய பைசோ எலக்ட்ரிக் மட்பாண்டங்களுடன் இணைப்பதன் மூலம், அவை மிகவும் துல்லியமான மற்றும் அறிவார்ந்த திசையை நோக்கி நகர்கின்றன. எதிர்காலத்தில், கிரானைட் தளம் குறைக்கடத்தித் துறையின் தொழில்நுட்ப கண்டுபிடிப்புகளையும், அதன் சிறந்த செயல்திறனுடன் "சீன சில்லுகளின்" உயர்தர வளர்ச்சியையும் தொடர்ந்து பாதுகாக்கும்.

கிரானைட் தளத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பது என்பது மிகவும் துல்லியமான, நிலையான மற்றும் திறமையான ஐசி சோதனை தீர்வைத் தேர்ந்தெடுப்பதாகும். தற்போதைய மேம்பட்ட செயல்முறை சிப் சோதனையாக இருந்தாலும் சரி அல்லது அதிநவீன தொழில்நுட்பங்களின் எதிர்கால ஆய்வாக இருந்தாலும் சரி, கிரானைட் தளம் ஈடுசெய்ய முடியாத மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க பங்கை வகிக்கும்.