Katika uwanja wa majaribio ya nusu-semiconductor, uteuzi wa nyenzo za jukwaa la majaribio una jukumu muhimu katika usahihi wa majaribio na uthabiti wa vifaa. Ikilinganishwa na vifaa vya jadi vya chuma cha kutupwa, granite inakuwa chaguo bora kwa majukwaa ya majaribio ya nusu-semiconductor kutokana na utendaji wake bora.
Upinzani bora wa kutu huhakikisha uendeshaji thabiti wa muda mrefu
Wakati wa mchakato wa majaribio ya nusu-semiconductor, vitendanishi mbalimbali vya kemikali mara nyingi huhusika, kama vile myeyusho wa potasiamu hidroksidi (KOH) unaotumika kwa ajili ya ukuzaji wa upinzani wa mwanga, na vitu vinavyoweza kusababisha ulikaji mwingi kama vile asidi hidrofloriki (HF) na asidi nitriki (HNO₃) katika mchakato wa kung'oa. Chuma cha kutupwa huundwa zaidi na vipengele vya chuma. Katika mazingira kama hayo ya kemikali, athari za kupunguza oksidi zina uwezekano mkubwa wa kutokea. Atomu za chuma hupoteza elektroni na kupitia athari za kuhama na vitu vyenye asidi kwenye myeyusho, na kusababisha ulikaji wa haraka wa uso, na kutengeneza kutu na mibomoko, na kuharibu ulalo na usahihi wa vipimo vya jukwaa.
Kwa upande mwingine, muundo wa madini wa granite huipa upinzani wa ajabu wa kutu. Sehemu yake kuu, quartz (SiO₂), ina sifa thabiti sana za kemikali na haiguswi sana na asidi na besi za kawaida. Madini kama vile feldspar pia hayana nguvu katika mazingira ya jumla ya kemikali. Idadi kubwa ya majaribio yameonyesha kuwa katika mazingira sawa ya kemikali ya kugundua nusu-semiconductor, upinzani wa kutu wa kemikali wa granite ni zaidi ya mara 15 kuliko ule wa chuma cha kutupwa. Hii ina maana kwamba kutumia majukwaa ya granite kunaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa marudio na gharama ya matengenezo ya vifaa vinavyosababishwa na kutu, kupanua maisha ya huduma ya vifaa, na kuhakikisha uthabiti wa muda mrefu wa usahihi wa kugundua.
Utulivu wa hali ya juu sana, unaokidhi mahitaji ya usahihi wa kugundua kiwango cha nanomita
Upimaji wa nusukondakta una mahitaji ya juu sana kwa uthabiti wa jukwaa na unahitaji kupima kwa usahihi sifa za chipu kwenye kipimo kidogo. Mgawo wa upanuzi wa joto wa chuma cha kutupwa ni wa juu kiasi, takriban 10-12 ×10⁻⁶/℃. Joto linalotokana na uendeshaji wa vifaa vya kugundua au kubadilika kwa halijoto ya mazingira litasababisha upanuzi mkubwa wa joto na mkazo wa jukwaa la chuma cha kutupwa, na kusababisha kupotoka kwa nafasi kati ya probe ya kugundua na chipu na kuathiri usahihi wa kipimo.
Mgawo wa upanuzi wa joto wa granite ni 0.6-5×10⁻⁶/℃ pekee, ambayo ni sehemu au hata chini ya ile ya chuma cha kutupwa. Muundo wake ni mnene. Mkazo wa ndani umeondolewa kimsingi kupitia kuzeeka kwa asili kwa muda mrefu na huathiriwa kidogo na mabadiliko ya halijoto. Kwa kuongezea, granite ina ugumu mkubwa, ikiwa na ugumu mara 2 hadi 3 zaidi kuliko ule wa chuma cha kutupwa (sawa na HRC > 51), ambayo inaweza kupinga kwa ufanisi athari na mitetemo ya nje na kudumisha uthabiti na unyoofu wa jukwaa. Kwa mfano, katika ugunduzi wa saketi ya chipu yenye usahihi wa hali ya juu, jukwaa la granite linaweza kudhibiti hitilafu ya uthabiti ndani ya ±0.5μm/m, kuhakikisha kwamba vifaa vya kugundua bado vinaweza kufikia ugunduzi wa usahihi wa nanoscale katika mazingira tata.
Sifa bora ya kupambana na sumaku, na kuunda mazingira safi ya kugundua
Vipengele vya kielektroniki na vitambuzi katika vifaa vya kupima semiconductor ni nyeti sana kwa kuingiliwa kwa sumakuumeme. Chuma cha kutupwa kina kiwango fulani cha sumaku. Katika mazingira ya sumakuumeme, kitazalisha uwanja wa sumaku unaosababishwa, ambao utaingiliana na ishara za sumakuumeme za vifaa vya kugundua, na kusababisha upotoshaji wa ishara na data isiyo ya kawaida ya kugundua.
Kwa upande mwingine, granite ni nyenzo ya kupambana na sumaku na haigawanyikiwi sana na sehemu za sumaku za nje. Elektroni za ndani zipo katika jozi ndani ya vifungo vya kemikali, na muundo ni thabiti, hauathiriwi na nguvu za nje za sumaku. Katika mazingira yenye nguvu ya sehemu za sumaku ya 10mT, nguvu ya sehemu za sumaku zinazosababishwa kwenye uso wa granite ni chini ya 0.001mT, huku ile iliyo juu ya uso wa chuma cha kutupwa ikiwa juu kama zaidi ya 8mT. Kipengele hiki huwezesha jukwaa la granite kuunda mazingira safi ya sumaku kwa ajili ya vifaa vya kugundua, hasa yanafaa kwa hali zenye mahitaji makali ya kelele ya sumaku kama vile kugundua chipu ya quantum na kugundua saketi ya analogi kwa usahihi wa hali ya juu, na hivyo kuongeza uaminifu na uthabiti wa matokeo ya kugundua.
Katika ujenzi wa majukwaa ya majaribio ya nusu-semiconductor, granite imezidi kikamilifu nyenzo za chuma cha kutupwa kutokana na faida zake muhimu kama vile upinzani wa kutu, uthabiti na kupambana na sumaku. Kadri teknolojia ya nusu-semiconductor inavyoendelea kuelekea usahihi wa juu, granite itachukua jukumu muhimu zaidi katika kuhakikisha utendaji wa vifaa vya majaribio na kukuza maendeleo ya tasnia ya nusu-semiconductor.
Muda wa chapisho: Mei-15-2025