අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු වල අද්විතීය වටිනාකම
අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය සැමවිටම උසස් තාක්ෂණයට සමාන පදයක් වී ඇති අතර, මිනිසුන් බොහෝ විට ෆොටෝලිතෝග්රැෆි යන්ත්ර සහ චිප් නිර්මාණය වැනි ඉහළ මට්ටමේ මාතෘකා සාකච්ඡා කරයි. කෙසේ වෙතත්, මෙම කර්මාන්තය තුළ, සමහර නොවැදගත් ද්රව්ය තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩුඑවැනි එක් ද්රව්යයකි. අද අපි මෙම විශේෂ ද්රව්යය ගැන සාකච්ඡා කරමු, අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනය හරහා නිහඬව ගමන් කරයි.
රසවත් කතාවක් සමඟ මම පටන් ගන්නම්. පසුගිය වසරේ මම අර්ධ සන්නායක කර්මාන්ත වෙළඳ ප්රදර්ශනයකට සහභාගී වුණා. සාපේක්ෂව නිහතමානී කුටියක, ඉංජිනේරුවන් කිහිප දෙනෙක් ඇඹරුම් උපකරණ කැබැල්ලක් ගැන උද්යෝගයෙන් සාකච්ඡා කරමින් සිටියහ. හොඳින් සවන් දෙමින්, ඔවුන් නැවත නැවතත් "හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු" ගැන සඳහන් කරන ආකාරය මට ඇසුණි. ඒ අවස්ථාවේ මම ව්යාකූල වුණා; එය සාම්ප්රදායික කාර්මික උල්ෙල්ඛයක් මෙන් ඇසුණා, එබැවින් එය නිරවද්ය අර්ධ සන්නායක සමඟ සම්බන්ධ කරන්නේ කෙසේද? පසුව, මෙම කර්මාන්තය තුළ, වඩාත් මූලික ද්රව්යය, එය වඩාත් තීරණාත්මක බව මට වැටහුණා.
හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු යනු කුමක්ද? සරලව කිවහොත්, එය මිනිසා විසින් සාදන ලද සුපිරි දෘඩ ද්රව්යයක් වන අතර එය ක්වාර්ට්ස් වැලි සහ පෙට්රෝලියම් කෝක් වැනි අමුද්රව්ය වලින් ඉහළ උෂ්ණත්ව විදුලි උදුනක උණු කරනු ලැබේ. එහි ඉහළ සංශුද්ධතාවය සහ සුවිශේෂී හරිත වර්ණය නිසා එයට එහි නම ලැබී ඇත. මෙම කුඩා අංශු අවතක්සේරු නොකරන්න; ඒවායේ දෘඪතාව දියමන්ති වලට පමණක් දෙවැනි වන නමුත් ඒවාට උසස් තාප ස්ථායිතාව සහ රසායනික නිෂ්ක්රීයභාවය ඇත.
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේදී, වේෆර් පැතලි බව චිප අස්වැන්න කෙලින්ම තීරණය කරයි. මෙය අපව ප්රධාන කුසලතාවයට ගෙන එයිහරිත සිලිකන් කාබයිඩ්ක්ෂුද්ර කුඩු: රසායනික යාන්ත්රික ඔප දැමීම (CMP). වේෆර් ෆැබ් එකක ක්රියාවලි ඉංජිනේරුවෙකු වන ලාඕ ෂැං, විචිත්රවත් සාදෘශ්යයක් භාවිතා කරයි: “එය වේෆර් එකකට 'මුහුණේ ප්රතිකාරයක්' ලබා දීම වැනිය - සීරීම් ඉතිරි නොකර ගැටිති සහ අසමානතාවය සුමට කිරීම. හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු යනු ඉහළම මට්ටමේ සම රැකවරණයේ ඇති ක්ෂුද්ර ස්ඵටික අංශු වැනිය - මෘදු නමුත් ඵලදායී වේ. ” ඇත්ත වශයෙන්ම, චිප් නිෂ්පාදනයේදී, අසමානතාවයෙන් මයික්රෝන එකකින් දහයෙන් කිහිපයක් පවා කෙටි හෝ විවෘත පරිපථයක් ඇති කළ හැකිය.
අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ තාප කළමනාකරණය නිරන්තර අභියෝගයකි. චිප ඒකාබද්ධ කිරීම වැඩි වන විට, තාප විසර්ජනය වඩ වඩාත් කැපී පෙනේ.හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩුමේ සම්බන්ධයෙන් අද්විතීය කුසලතාවයක් ඇත: එය තාප සන්නායක ද්රව්යවලට එකතු කිරීමෙන් තාප විසර්ජනය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු වේ. ප්රසිද්ධ චිප් සමාගමක තාප ඉංජිනේරුවෙකු මට පැවසුවේ, “අපි දැන් අපගේ ඉහළ මට්ටමේ තාප පේස්ට් වල විශේෂ හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු භාවිතා කරන අතර එමඟින් තාප විසර්ජන කාර්යක්ෂමතාව 20% කට වඩා වැඩි දියුණු වේ. මෙය 5nm සහ 3nm ක්රියාවලි තාක්ෂණයන්හි ජීවිතාරක්ෂකයකි.”
අර්ධ සන්නායක උපකරණ නිෂ්පාදනයේදී හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු ඊටත් වඩා අත්යවශ්ය වේ. යුවාන් මිලියන දස දහස් ගණනක් වැය විය හැකි ලිතෝග්රැෆි යන්ත්ර සහ කැටයම් යන්ත්රවල බොහෝ ප්රධාන සංරචක සඳහා අතිශයින් ඉහළ යන්ත්රෝපකරණ නිරවද්යතාවයක් අවශ්ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ලිතෝග්රැෆි යන්ත්රවල දෘශ්ය පද්ධති අතිශයින් ඉහළ දර්පණ පැතලි බවක් ඉල්ලා සිටින අතර, හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු භාවිතා කිරීම අවශ්ය වේ.නිරවද්ය ඇඹරීම. වසර 20ක පළපුරුද්දක් ඇති ප්රවීණයෙක් පැවසුවේ, "මෙම ද්රව්යය භාවිතා කිරීම ඇදහිය නොහැකි තරම් දුෂ්කර කාර්යයකි. අංශු ප්රමාණය, සාන්ද්රණය සහ pH අගය යන සියල්ල නිවැරදිව පාලනය කළ යුතුය; සුළු අපගමනය පවා අවසාන ප්රතිඵලයට බලපෑ හැකිය."
තුන්වන පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක ද්රව්යවල නැගීමත් සමඟ හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු නව යෙදුමක් සොයාගෙන ඇති බව සඳහන් කිරීම වටී. සිලිකන් කාබයිඩ් මත පදනම් වූ අර්ධ සන්නායක උපාංගවලටම සැකසීමේදී ඇඹරීමට සහ ඔප දැමීමට හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු අවශ්ය වේ. එය සිත්ගන්නා චක්රයකි - සිලිකන් කාබයිඩ් සැකසීමට සිලිකන් කාබයිඩ් භාවිතා කිරීම. අර්ධ සන්නායක නව ද්රව්ය සමාගමක තාක්ෂණික අධ්යක්ෂවරයා සිනාසෙමින් මෙසේ පැවසීය, "එය දියමන්තියක් කැපීමට දියමන්තියක් භාවිතා කරනවා හා සමානයි; සමාන ද්රව්යවලට පමණක් එකිනෙකා සැබවින්ම තේරුම් ගත හැකිය."
හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු ද තත්ත්ව පාලනයේ දී අද්විතීය කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තශාලා සඳහා නිතිපතා උපකරණ නඩත්තු කිරීම අවශ්ය වේ, විශේෂයෙන් වාහක රේඛා සහ ප්රතික්රියා කුටි පිරිසිදු කිරීම. හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු රසායනිකව නිෂ්ක්රීය වන අතර නව දූෂක හඳුන්වා නොදෙන නිසා, එය පිරිසිදු කිරීමේ ක්රියාවලීන් සඳහා වඩාත් සුදුසු ද්රව්යය වේ. නඩත්තු ඉංජිනේරුවෙකු හෙළි කළේ, “අනෙකුත් උල්ෙල්ඛ ද්රව්ය හා සසඳන විට,හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු"චිප් නිෂ්පාදනයේදී පිරිසිදු පරිසරයක් පවත්වා ගැනීම සඳහා ඉතා වැදගත් වන උපකරණවල අභ්යන්තර බිත්ති මත ලෝහ අයන ඉතිරි නොකරයි."
ඇත්ත වශයෙන්ම, සෑම ද්රව්යයකටම වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා ඉඩකඩ තිබේ. හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු මුහුණ දෙන වත්මන් අභියෝග ප්රධාන වශයෙන් පිරිවැය පාලනය සහ ගුණාත්මක අනුකූලතාව තුළ පවතී. සංකීර්ණ නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය සහ ඉහළ බලශක්ති පරිභෝජනය එහි ඉහළ මිලට දායක වේ. තවද, කාණ්ඩ හරහා අනුකූලතාව පරිශීලකයින් සඳහා ප්රධාන සැලකිල්ලකි. කෙසේ වෙතත්, ප්රමුඛ පෙළේ දේශීය සමාගම් කිහිපයක් දැනටමත් මෙම ගැටළු වලට විසඳුම් ලබා දෙමින්, නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන් සහ තත්ත්ව කළමනාකරණ පද්ධති වැඩිදියුණු කිරීම මගින් ආනයනික නිෂ්පාදන සමඟ ඇති පරතරය ක්රමයෙන් අඩු කරයි.
ඉදිරිය දෙස බලන විට, අර්ධ සන්නායක තාක්ෂණය කුඩා ක්රියාවලීන් සහ ඉහළ මට්ටමේ ඒකාබද්ධ කිරීම් කරා පරිණාමය වන විට, හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු සඳහා ඇති ඉල්ලුම දිගටම වර්ධනය වනු ඇත. කෘතිම බුද්ධි චිප්, 5G සන්නිවේදන චිප් සහ ස්වයංක්රීය රියදුරු චිප් වැනි නැගී එන ක්ෂේත්රවල මෙය විශේෂයෙන් සත්ය වන අතර එමඟින් සැකසුම් නිරවද්යතාවය සහ තාප විසර්ජන කාර්ය සාධනය සඳහා ඊටත් වඩා ඉහළ ඉල්ලුමක් පවතී. මෙය හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු සඳහා පුළුල් පරාසයක යෙදුම් විවෘත කරයි.
"අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය අයිස් කුට්ටියක් වගේ. මිනිසුන් දකින්නේ මතුපිටට ඉහළින් ඇති චිප් නිර්මාණය සහ මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනය පමණක් වන අතර, මතුපිටට යටින් ඇති ද්රව්ය, ක්රියාවලීන් සහ උපකරණ සමස්ත කර්මාන්තයටම සහාය වන අත්තිවාරමයි." හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු මෙම අත්තිවාරම් ද්රව්යවල අත්යවශ්ය අංගයකි. එය ලිතෝග්රැෆි යන්ත්රයක් තරම් ආකර්ෂණීය නොවිය හැකි නමුත්, සමස්ත අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ සංවර්ධනයට සහාය වන්නේ මෙම "නොපෙනෙන" ද්රව්යයි.
ඊළඟ වතාවේ ඔබ ස්මාර්ට් ජංගම දුරකතනයක් භාවිතා කරන විට හෝ ස්මාර්ට් මෝටර් රථයක් පදවන විට, මෙම අධි තාක්ෂණික නිෂ්පාදන පිටුපස හරිත සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්ර කුඩු වැනි “නිහතමානී” ද්රව්යවල දායකත්වය ඇති බව සලකා බලන්න. සියල්ලට පසු, සෑම කර්මාන්තයකම ප්රගතිය මෙම නිහඬ, කැපවූ “තිරය පිටුපස සිටින වීරයන්ගෙන්” වෙන් කළ නොහැකිය.