ஐசி சோதனை உபகரணங்களால் கிரானைட் அடித்தளம் இல்லாமல் ஏன் இயங்க முடியாது? அதன் பின்னணியில் உள்ள தொழில்நுட்பக் குறியீட்டை ஆழமாக வெளிக்கொணருங்கள்.

இன்று, குறைக்கடத்தித் துறையின் விரைவான வளர்ச்சியுடன், சில்லுகளின் செயல்திறனை உறுதி செய்வதற்கான ஒரு முக்கிய இணைப்பாக விளங்கும் ஐசி சோதனையானது, அதன் துல்லியம் மற்றும் நிலைத்தன்மை ஆகியவை சில்லுகளின் உற்பத்தி விகிதத்தையும் தொழில்துறையின் போட்டித்தன்மையையும் நேரடியாகப் பாதிக்கின்றன. சில்லு உற்பத்தி செயல்முறை 3nm, 2nm மற்றும் இன்னும் மேம்பட்ட நிலைகளை நோக்கித் தொடர்ந்து முன்னேறி வருவதால், ஐசி சோதனை உபகரணங்களில் உள்ள முக்கிய கூறுகளுக்கான தேவைகள் மேலும் மேலும் கடுமையாகி வருகின்றன. கிரானைட் தளங்கள், அவற்றின் தனித்துவமான பொருள் பண்புகள் மற்றும் செயல்திறன் நன்மைகளுடன், ஐசி சோதனை உபகரணங்களுக்கு ஒரு தவிர்க்க முடியாத "பொன்னான கூட்டாளியாக" மாறியுள்ளன. இதற்குப் பின்னால் உள்ள தொழில்நுட்பத் தர்க்கம் என்ன?
I. பாரம்பரிய அடித்தளங்களின் "சமாளிக்க இயலாமை"
ஐசி சோதனை செயல்முறையின் போது, ​​உபகரணமானது சிப் பின்களின் மின் செயல்திறன், சிக்னல் ஒருமைப்பாடு போன்றவற்றை நானோ அளவில் துல்லியமாகக் கண்டறிய வேண்டும். இருப்பினும், வார்ப்பு இரும்பு மற்றும் எஃகு போன்ற பாரம்பரிய உலோக அடித்தளங்கள் நடைமுறைப் பயன்பாடுகளில் பல சிக்கல்களை ஏற்படுத்தியுள்ளன.
ஒருபுறம், உலோகப் பொருட்களின் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாகும், இது பொதுவாக 10×10⁻⁶/℃-க்கு மேல் இருக்கும். ஐசி சோதனைக் கருவிகளின் செயல்பாட்டின் போது உருவாகும் வெப்பம் அல்லது சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் ஏற்படும் சிறிய மாற்றங்கள் கூட, உலோக அடித்தளத்தில் குறிப்பிடத்தக்க வெப்ப விரிவாக்கத்தையும் சுருக்கத்தையும் ஏற்படுத்தக்கூடும். உதாரணமாக, வெப்பநிலை 10℃ மாறும்போது, ​​1 மீட்டர் நீளமுள்ள ஒரு வார்ப்பிரும்பு அடித்தளம் 100μm வரை விரிவடைந்து சுருங்கக்கூடும். இத்தகைய பரிமாண மாற்றங்கள், சோதனைக் கருவியை சில்லு முனைகளுடன் தவறாகப் பொருத்துவதற்குப் போதுமானவை. இதன் விளைவாக, மோசமான தொடர்பு ஏற்பட்டு, அதைத் தொடர்ந்து சோதனைத் தரவுகளில் சிதைவு ஏற்படுகிறது.

மறுபுறம், உலோக அடித்தளத்தின் அதிர்வு தணிப்பு செயல்திறன் குறைவாக இருப்பதால், உபகரணத்தின் செயல்பாட்டினால் உருவாகும் அதிர்வு ஆற்றலை விரைவாக உட்கொள்வது கடினமாகிறது. உயர் அதிர்வெண் சமிக்ஞை சோதனையின் சூழலில், தொடர்ச்சியான நுண் அலைவுகள் அதிக அளவு இரைச்சலை உண்டாக்கி, சமிக்ஞை ஒருமைப்பாட்டு சோதனையின் பிழையை 30%-க்கும் அதிகமாக அதிகரிக்கும். மேலும், உலோகப் பொருட்கள் அதிக காந்த ஏற்புத்திறனைக் கொண்டிருப்பதால், சோதனை உபகரணங்களின் மின்காந்த சமிக்ஞைகளுடன் எளிதில் பிணைந்து, சுழல் மின்னோட்ட இழப்புகள் மற்றும் பின்னடைவு விளைவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன. இவை துல்லியமான அளவீடுகளின் நேர்த்தியில் குறுக்கிடுகின்றன.
ii. கிரானைட் அடித்தளங்களின் "உள்ளக வலிமை"
உச்சபட்ச வெப்ப நிலைத்தன்மை, துல்லியமான அளவீட்டிற்கு அடித்தளமிடுகிறது.
கிரானைட் என்பது குவார்ட்ஸ் மற்றும் ஃபெல்ட்ஸ்பார் போன்ற கனிமப் படிகங்கள் அயனி மற்றும் சகப் பிணைப்புகள் மூலம் இறுக்கமாக இணைவதால் உருவாகிறது. இதன் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் மிகவும் குறைவு, அதாவது 0.6-5×10⁻⁶/℃ மட்டுமே. இது உலோகப் பொருட்களின் குணகத்தில் ஏறக்குறைய 1/2 முதல் 1/20 பங்கு ஆகும். வெப்பநிலை 10℃ மாறினாலும், 1 மீட்டர் நீளமுள்ள கிரானைட் அடித்தளத்தின் விரிவாக்கமும் சுருக்கமும் 50 நானோமீட்டருக்கும் குறைவாகவே இருக்கும், இது கிட்டத்தட்ட "பூஜ்ஜிய உருக்குலைவை" அடைகிறது. அதே சமயம், கிரானைட்டின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் 2-3 W/(m · K) மட்டுமே, இது உலோகங்களின் வெப்பக் கடத்துத்திறனில் 1/20 பங்கிற்கும் குறைவாகும். இது உபகரணத்தின் வெப்பக் கடத்தலைத் திறம்படத் தடுத்து, அடித்தளத்தின் மேற்பரப்பு வெப்பநிலையைச் சீராகப் பராமரித்து, சோதனைக் கருவியும் சில்லுவும் எப்போதும் ஒரு நிலையான சார்பு நிலையில் இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.
2. மிக வலிமையான அதிர்வு அடக்கம் ஒரு நிலையான சோதனைச் சூழலை உருவாக்குகிறது.
கிரானைட்டிற்குள் இருக்கும் தனித்துவமான படிகக் குறைபாடுகள் மற்றும் தானிய எல்லை நழுவும் அமைப்பு, அதற்கு ஒரு வலுவான ஆற்றல் சிதறல் திறனை வழங்குகின்றன. இதன் தணிப்பு விகிதம் 0.3-0.5 வரை உள்ளது, இது உலோக அடித்தளத்தை விட ஆறு மடங்குக்கும் அதிகமாகும். சோதனைத் தரவுகளின்படி, 100Hz அதிர்வுத் தூண்டுதலின் கீழ், கிரானைட் அடித்தளத்தின் அதிர்வுத் தணிப்பு நேரம் வெறும் 0.1 வினாடிகள் மட்டுமே, அதேசமயம் வார்ப்பு இரும்பு அடித்தளத்தின் நேரம் 0.8 வினாடிகள் ஆகும். இதன் பொருள், கிரானைட் அடித்தளமானது, உபகரணங்களைத் தொடங்குதல் மற்றும் நிறுத்துதல், வெளிப்புறத் தாக்கங்கள் போன்றவற்றால் ஏற்படும் அதிர்வுகளை உடனடியாக அடக்கி, சோதனைத் தளத்தின் அதிர்வு வீச்சை ±1μm வரம்பிற்குள் கட்டுப்படுத்தி, நானோ அளவிலான ஆய்வுக் கருவிகளை நிலைநிறுத்துவதற்கு ஒரு நிலையான உத்தரவாதத்தை வழங்குகிறது.
3. மின்காந்த குறுக்கீட்டை நீக்கும் இயற்கையான காந்த எதிர்ப்புப் பண்புகள்.
கிரானைட் என்பது சுமார் -10⁻⁵ காந்த ஏற்புத்திறனைக் கொண்ட ஒரு டயாகாந்தப் பொருளாகும். இதன் உள்ளக எலக்ட்ரான்கள் வேதியியல் பிணைப்புகளுக்குள் ஜோடிகளாக உள்ளன, மேலும் அவை வெளிப்புற காந்தப்புலங்களால் கிட்டத்தட்ட ஒருபோதும் துருவப்படுத்தப்படுவதில்லை. 10mT அளவிலான ஒரு வலுவான காந்தப்புலச் சூழலில், கிரானைட்டின் மேற்பரப்பில் தூண்டப்படும் காந்தப்புலச் செறிவு 0.001mT-க்கும் குறைவாக உள்ளது, அதேசமயம் வார்ப்பிரும்பின் மேற்பரப்பில் அது 8mT-க்கும் அதிகமாக உள்ளது. இந்த இயற்கையான காந்த எதிர்ப்புப் பண்பு, IC சோதனை உபகரணங்களுக்கு ஒரு தூய்மையான அளவீட்டுச் சூழலை உருவாக்க முடியும், மேலும் பட்டறை மோட்டார்கள் மற்றும் RF சிக்னல்கள் போன்ற வெளிப்புற மின்காந்த குறுக்கீடுகளிலிருந்து அதைப் பாதுகாக்கிறது. குவாண்டம் சிப்புகள் மற்றும் உயர்-துல்லியமான ADC/DAC-கள் போன்ற மின்காந்த இரைச்சலுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்ட சோதனைச் சூழல்களுக்கு இது குறிப்பாகப் பொருத்தமானது.
மூன்றாவதாக, நடைமுறைப் பயன்பாடு குறிப்பிடத்தக்க முடிவுகளை எட்டியுள்ளது.
எண்ணற்ற குறைக்கடத்தி நிறுவனங்களின் நடைமுறைகள் கிரானைட் அடித்தளங்களின் மதிப்பை முழுமையாக நிரூபித்துள்ளன. உலகப் புகழ்பெற்ற குறைக்கடத்தி சோதனை உபகரண உற்பத்தியாளர் ஒருவர், தனது உயர்தர 5G சிப் சோதனைத் தளத்தில் கிரானைட் அடித்தளத்தைப் பயன்படுத்திய பிறகு, வியக்கத்தக்க முடிவுகளை அடைந்தார்: ஆய்வு அட்டையின் நிலைப்படுத்தல் துல்லியம் ±5μm-லிருந்து ±1μm ஆக அதிகரித்தது, சோதனைத் தரவுகளின் திட்ட விலக்கம் 70% குறைந்தது, மற்றும் ஒரு சோதனையின் தவறான கணிப்பு விகிதம் 0.5%-லிருந்து 0.03% ஆகக் கணிசமாகக் குறைந்தது. அதே நேரத்தில், அதிர்வு அடக்கும் விளைவு குறிப்பிடத்தக்கதாக உள்ளது. அதிர்வு தணியும் வரை காத்திருக்காமல் உபகரணத்தால் சோதனையைத் தொடங்க முடியும், இது ஒரு சோதனைச் சுழற்சியை 20% குறைத்து, ஆண்டு உற்பத்தித் திறனை 3 மில்லியனுக்கும் அதிகமான வேஃபர்கள் வரை அதிகரிக்கிறது. மேலும், கிரானைட் அடித்தளம் 10 ஆண்டுகளுக்கும் மேலான ஆயுட்காலத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அடிக்கடி பராமரிப்பு தேவையில்லை. உலோக அடித்தளங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அதன் ஒட்டுமொத்த செலவு 50%-க்கும் அதிகமாகக் குறைக்கப்படுகிறது.
நான்காவதாக, தொழில்துறைப் போக்குகளுக்கு ஏற்பத் தழுவிக்கொண்டு, சோதனைத் தொழில்நுட்பத்தின் மேம்பாட்டிற்குத் தலைமை தாங்குதல்.
சிப்லெட் போன்ற மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சியாலும், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சிப்கள் போன்ற வளர்ந்து வரும் துறைகளின் எழுச்சியாலும், ஐசி சோதனையில் சாதனத்தின் செயல்திறனுக்கான தேவைகள் தொடர்ந்து உயரும். கிரானைட் அடித்தளங்களும் தொடர்ந்து புதுமைகளைப் புகுத்தி மேம்படுத்தப்படுகின்றன. தேய்மான எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதற்கான மேற்பரப்பு பூச்சு சிகிச்சை மூலமாகவோ, அல்லது செயல்திறன் மிக்க அதிர்வு ஈடுசெய்தலை அடைவதற்காக பைசோஎலக்ட்ரிக் செராமிக்ஸுடன் இணைப்பதன் மூலமாகவோ மற்றும் பிற தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் மூலமாகவோ, அவை மிகவும் துல்லியமான மற்றும் அறிவார்ந்த திசையை நோக்கி நகர்கின்றன. எதிர்காலத்தில், கிரானைட் அடித்தளமானது அதன் சிறப்பான செயல்திறனுடன், குறைக்கடத்தித் துறையின் தொழில்நுட்பப் புத்தாக்கத்தையும் "சீன சிப்களின்" உயர்தர வளர்ச்சியையும் தொடர்ந்து பாதுகாக்கும்.

கிரானைட் அடித்தளத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பது என்பது, மிகவும் துல்லியமான, நிலையான மற்றும் திறமையான ஐசி சோதனைத் தீர்வைத் தேர்ந்தெடுப்பதாகும். தற்போதைய மேம்பட்ட செயல்முறை சிப் சோதனையாக இருந்தாலும் சரி, அல்லது எதிர்கால அதிநவீன தொழில்நுட்பங்களின் ஆய்வாக இருந்தாலும் சரி, கிரானைட் அடித்தளம் ஈடு செய்ய முடியாத மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க பங்கை வகிக்கும்.