Yarımkeçiricilər Sənayesində Yaşıl Silikon Karbid Mikrotozunun Unikal Dəyəri
Yarımkeçirici sənayesi həmişə yüksək texnologiya ilə sinonim olub və insanlar tez-tez fotolitoqrafiya maşınları və çip dizaynı kimi yüksək səviyyəli mövzuları müzakirə edirlər. Lakin, bu sənayedə bəzi əhəmiyyətsiz görünən materiallar həlledici rol oynayır.Yaşıl silikon karbid mikro tozubu cür materiallardan biridir. Bu gün gəlin yarımkeçirici istehsalında səssizcə öz yolunu tapan bu xüsusi materialı müzakirə edək.
Maraqlı bir hekayə ilə başlayım. Keçən il yarımkeçirici sənayesi sərgisində iştirak etdim. Nisbətən sadə bir stenddə bir neçə mühəndis üyütmə avadanlığı haqqında həvəslə müzakirə edirdi. Diqqətlə qulaq asanda onların dəfələrlə "yaşıl silikon karbid mikrotozu"ndan bəhs etdiklərini eşidə bilirdim. O vaxt çaşqınlıq içində idim; bu, ənənəvi sənaye aşındırıcısı kimi səslənirdi, bəs onu dəqiq yarımkeçiricilərə necə birləşdirmək olardı? Sonralar başa düşdüm ki, bu sənayedə material nə qədər sadədirsə, bir o qədər vacibdir.
Yaşıl silikon karbid mikrotozu nədir? Sadə dillə desək, bu, kvars qumu və neft koksu kimi xammallardan yüksək temperaturlu elektrik sobasında əridilən süni super sərt materialdır. Adını yüksək saflığı və fərqli yaşıl rəngindən almışdır. Bu kiçik hissəcikləri qiymətləndirməyin; onların sərtliyi yalnız almazdan sonra ikinci yerdədir, lakin onlar üstün istilik stabilliyinə və kimyəvi inertliyə malikdirlər.
Yarımkeçirici istehsalında lövhənin düzlüyü çip çıxışını birbaşa müəyyən edir. Bu, bizi əsas bacarıqlara gətiriryaşıl silikon karbidmikrotoz: kimyəvi mexaniki cilalama (KMC). Vafli fabrikində proses mühəndisi Lao Zhang canlı bir bənzətmə istifadə edir: “Bu, vafliyə 'üz baxımı' vermək kimidir - cızıqlar qoymadan qabarıqlıqları və qeyri-bərabərliyi hamarlamaq. Yaşıl silikon karbid mikrotozu, ən yüksək səviyyəli dəri baxımında olan mikrokristal hissəciklər kimidir - yumşaq, lakin təsirli.” Həqiqətən də, çip istehsalında hətta mikronun onda bir hissəsi belə qeyri-bərabərlik qısa və ya açıq dövrəyə səbəb ola bilər.
İstilik idarəetməsi yarımkeçiricilər sənayesində davamlı bir problemdir. Çip inteqrasiyası artdıqca istilik yayılması getdikcə daha çox nəzərə çarpır.Yaşıl silikon karbid mikro tozubu baxımdan unikal bir bacarığa malikdir: onu istilik keçirici materiallara əlavə etmək istilik yayılmasını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. Tanınmış bir çip şirkətində işləyən bir istilik mühəndisi mənə dedi: "İndi yüksək keyfiyyətli istilik pastamızda xüsusi yaşıl silikon karbid mikro tozundan istifadə edirik ki, bu da istilik yayılma səmərəliliyini 20%-dən çox artırır. Bu, 5nm və 3nm proses texnologiyalarında həyat qurtarıcısıdır."
Yaşıl silikon karbid mikrotozu yarımkeçirici avadanlıq istehsalında daha da vacibdir. Litoqrafiya maşınlarında və aşındırma maşınlarında on milyonlarla yuana başa gələ biləcək bir çox əsas komponent son dərəcə yüksək emal dəqiqliyi tələb edir. Məsələn, litoqrafiya maşınlarının optik sistemləri son dərəcə yüksək güzgü düzlüyü tələb edir və bu da yaşıl silikon karbid mikrotozunun istifadəsini zəruri edir.dəqiq üyütmə20 illik təcrübəsi olan bir veteran dedi: “Bu materialdan istifadə inanılmaz dərəcədə çətindir. Hissəciklərin ölçüsü, konsentrasiyası və pH dəyəri dəqiq şəkildə idarə olunmalıdır; hətta ən kiçik sapma belə son nəticəyə təsir edə bilər.”
Qeyd etmək lazımdır ki, üçüncü nəsil yarımkeçirici materialların artması ilə yaşıl silikon karbid mikrotozu yeni bir tətbiq tapmışdır. Silikon karbid əsaslı yarımkeçirici cihazların özləri emal zamanı üyütmə və cilalama üçün yaşıl silikon karbid mikrotozu tələb edir. Bu, maraqlı bir dövrdür - silikon karbiddən istifadə edərək silikon karbiddən istifadə etmək. Yarımkeçirici yeni materiallar şirkətinin texniki direktoru gülümsəyərək dedi: "Bu, almazı kəsmək üçün istifadə etmək kimidir; yalnız materiallar bir-birini həqiqətən başa düşə bilər."
Yaşıl silikon karbid mikrotozu da keyfiyyətə nəzarətdə unikal rol oynayır. Yarımkeçirici fabrikləri müntəzəm avadanlıq baxımını, xüsusən də konveyer xətlərinin və reaksiya kameralarının təmizlənməsini tələb edir. Yaşıl silikon karbid mikrotozu kimyəvi cəhətdən inert olduğundan və yeni çirkləndiricilər yaratmadığından, təmizləmə prosesləri üçün üstünlük verilən materialdır. Bir texniki xidmət mühəndisi açıqladı: “Digər aşındırıcılarla müqayisədə,yaşıl silikon karbid mikro tozuavadanlığın daxili divarlarında metal ionları qoymur ki, bu da çip istehsalında təmiz mühitin qorunması üçün çox vacibdir.
Əlbəttə ki, hər bir materialın təkmilləşdirilməsi üçün yer var. Yaşıl silikon karbid mikrotozunun üzləşdiyi mövcud çətinliklər əsasən xərclərə nəzarət və keyfiyyətin sabitliyi ilə bağlıdır. Mürəkkəb istehsal prosesi və yüksək enerji istehlakı onun yüksək qiymətinə səbəb olur. Bundan əlavə, partiyalar arasında ardıcıllıq istifadəçilər üçün əsas narahatlıq doğurur. Bununla belə, bir neçə aparıcı yerli şirkət artıq bu məsələləri həll edir və istehsal proseslərini və keyfiyyətin idarə edilməsi sistemlərini təkmilləşdirməklə idxal olunan məhsullarla fərqi tədricən azaldır.
Gələcəyə baxdıqda, yarımkeçirici texnologiya daha kiçik proseslərə və daha yüksək inteqrasiya səviyyələrinə doğru inkişaf etdikcə, yaşıl silikon karbid mikrotozuna tələbat artmağa davam edəcək. Bu, xüsusilə süni intellekt çipləri, 5G rabitə çipləri və emal dəqiqliyinə və istilik yayma performansına daha yüksək tələblər qoyan muxtar idarəetmə çipləri kimi inkişaf etməkdə olan sahələrdə doğrudur. Bu, yaşıl silikon karbid mikrotozu üçün daha geniş tətbiq sahələri açır.
Bir sənaye veteranının dediyi sözləri xatırlayıram: “Yarımkeçirici sənayesi aysberq kimidir. İnsanların gördüyü şey yalnız səthin üstündəki çip dizaynı və genişmiqyaslı istehsaldır, səthin altındakı materiallar, proseslər və avadanlıqlar isə bütün sənayeni dəstəkləyən təməldir”. Yaşıl silikon karbid mikrotozu bu təməl materialların əvəzolunmaz bir komponentidir. Litoqrafiya maşını qədər diqqət çəkməyə bilər, amma bütün yarımkeçirici sənayesinin inkişafını dəstəkləyən məhz bu “gözə çarpmayan” materiallardır.
Növbəti dəfə smartfondan istifadə etdiyiniz və ya ağıllı avtomobil sürdüyünüz zaman, bəlkə də, bu yüksək texnologiyalı məhsulların arxasında yaşıl silikon karbid mikrotozu kimi "təvazökar" materialların töhfəsinin dayandığını düşünün. Axı, hər bir sənayenin tərəqqisi bu səssiz, fədakar "pərdəarxası qəhrəmanlar"dan ayrılmazdır.