අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්ෂේත්‍රයේ, නිරවද්‍යතාවය නිෂ්පාදන ගුණාත්මකභාවය සහ ක්‍රියාකාරිත්වයේ ජීවනාලිය වේ. නිෂ්පාදන නිරවද්‍යතාවය සහතික කිරීම සඳහා ප්‍රධාන සම්බන්ධකයක් ලෙස අර්ධ සන්නායක මිනුම් උපකරණ, එහි මූලික සංරචකවල ස්ථායිතාව සඳහා දැඩි අවශ්‍යතා පනවයි. ඒවා අතර, කැපී පෙනෙන තාප ස්ථායිතාවක් ඇති ග්‍රැනයිට් වේදිකාව, අර්ධ සන්නායක මිනුම් උපකරණවල අත්‍යවශ්‍ය කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. මෙම ලිපිය සත්‍ය පරීක්ෂණ දත්ත හරහා අර්ධ සන්නායක මිනුම් උපකරණවල ග්‍රැනයිට් වේදිකාවල තාප ස්ථායිතා ක්‍රියාකාරිත්වය පිළිබඳ ගැඹුරු විශ්ලේෂණයක් සිදු කරනු ඇත.
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේදී මිනුම් උපකරණවල තාප ස්ථායිතාව සඳහා දැඩි අවශ්‍යතා
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය අතිශයින් සංකීර්ණ හා නිරවද්‍ය වන අතර, චිපයේ ඇති පරිපථ රේඛාවල පළල නැනෝමීටර මට්ටමට පැමිණ ඇත. එවැනි ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියකදී, සුළු උෂ්ණත්ව වෙනසක් පවා උපකරණ සංරචකවල තාප ප්‍රසාරණය හා හැකිලීමට හේතු විය හැකි අතර එමඟින් මිනුම් දෝෂ ඇති කරයි. නිදසුනක් ලෙස, ෆොටෝලිතොග්‍රැෆි ක්‍රියාවලියේදී, මිනුම් උපකරණවල මිනුම් නිරවද්‍යතාවය නැනෝමීටරයකින් අපගමනය වුවහොත්, එය චිපයේ පරිපථවල කෙටි පරිපථ හෝ විවෘත පරිපථ වැනි බරපතල ගැටළු ඇති කළ හැකි අතර එමඟින් චිපය සීරීමට හේතු විය හැක. කර්මාන්ත දත්ත සංඛ්‍යාලේඛනවලට අනුව, උෂ්ණත්වයේ සෑම 1℃ උච්චාවචනයක් සඳහාම, සාම්ප්‍රදායික ලෝහ ද්‍රව්‍ය මිනුම් උපකරණ වේදිකාව නැනෝමීටර කිහිපයක මාන වෙනස්කම් වලට භාජනය විය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයට ±0.1 නැනෝමීටර තුළ මිනුම් නිරවද්‍යතාවය පාලනය කිරීම අවශ්‍ය වන අතර, එමඟින් මිනුම් උපකරණ අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ ඉල්ලීම් සපුරාලිය හැකිද යන්න තීරණය කිරීමේදී තාප ස්ථායිතාව ප්‍රධාන සාධකයක් බවට පත් කරයි.
ග්‍රැනයිට් වේදිකාවල තාප ස්ථායිතාවයේ න්‍යායාත්මක වාසි
ස්වාභාවික ගල් වර්ගයක් ලෙස ග්‍රැනයිට් සංයුක්ත අභ්‍යන්තර ඛනිජ ස්ඵටිකීකරණයක්, ඝන සහ ඒකාකාර ව්‍යුහයක් ඇති අතර තාප ස්ථායිතාවයේ ස්වාභාවික වාසියක් ඇත. තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය අනුව, ග්‍රැනයිට් වල තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය අතිශයින් අඩු වන අතර එය සාමාන්‍යයෙන් 4.5 සිට 6.5×10⁻⁶/K දක්වා පරාසයක පවතී. ඊට වෙනස්ව, ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ වැනි පොදු ලෝහ ද්‍රව්‍යවල තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය 23.8×10⁻⁶/K තරම් ඉහළ අගයක් ගන්නා අතර එය ග්‍රැනයිට් වලට වඩා කිහිප ගුණයකි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ එකම උෂ්ණත්ව විචලන තත්වයන් යටතේ, ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ මාන වෙනස ලෝහ වේදිකාවට වඩා බෙහෙවින් කුඩා වන අතර එමඟින් අර්ධ සන්නායක මිනුම් උපකරණ සඳහා වඩාත් ස්ථායී මිනුම් යොමුවක් සැපයිය හැකි බවයි.
මීට අමතරව, ග්‍රැනයිට් වල ස්ඵටික ව්‍යුහය එයට විශිෂ්ට තාප සන්නායකතාවක් ලබා දෙයි. උපකරණ ක්‍රියාකාරිත්වය තාපය ජනනය කරන විට හෝ පරිසර උෂ්ණත්වය වෙනස් වන විට, ග්‍රැනයිට් වේදිකාවට ඉක්මනින් හා ඒකාකාරව තාපය ඉවත් කළ හැකි අතර, දේශීය අධික උනුසුම් වීම හෝ අධික සිසිලන සංසිද්ධි වළක්වා ගත හැකි අතර, එමඟින් වේදිකාවේ සමස්ත උෂ්ණත්ව අනුකූලතාව ඵලදායී ලෙස පවත්වා ගෙන යන අතර මිනුම් නිරවද්‍යතාවයේ ස්ථායිතාව තවදුරටත් සහතික කරයි.
තාප ස්ථායිතාව මැනීමේ ක්‍රියාවලිය සහ ක්‍රමය
අර්ධ සන්නායක මිනුම් උපකරණවල ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ තාප ස්ථායිතාව නිවැරදිව තක්සේරු කිරීම සඳහා, අපි දැඩි මිනුම් ක්‍රමයක් නිර්මාණය කර ඇත්තෙමු. සුපිරි නිරවද්‍යතාවයෙන් සැකසූ ග්‍රැනයිට් වේදිකාවකින් සමන්විත ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් අර්ධ සන්නායක වේෆර් මිනුම් උපකරණයක් තෝරන්න. පර්යේෂණාත්මක පරිසරය තුළ, අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන වැඩමුළුවේ පොදු උෂ්ණත්ව විචලන පරාසය අනුකරණය කරන ලදී, එනම්, ක්‍රමයෙන් 20℃ සිට 35℃ දක්වා රත් කර පසුව 20℃ දක්වා සිසිල් කිරීම. සම්පූර්ණ ක්‍රියාවලිය පැය 8 ක් පැවතුනි.
මිනුම් උපකරණයේ ග්‍රැනයිට් වේදිකාව මත, ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් සම්මත සිලිකන් වේෆර් තබා ඇති අතර, සිලිකන් වේෆර් සහ වේදිකාව අතර සාපේක්ෂ ස්ථාන වෙනස්කම් තත්‍ය කාලීනව නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා නැනෝ පරිමාණ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් විස්ථාපන සංවේදක භාවිතා කරයි. මේ අතර, වේදිකා මතුපිට උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා වේදිකාවේ විවිධ ස්ථානවල බහු අධි-නිරවද්‍යතා උෂ්ණත්ව සංවේදක සකස් කර ඇත. අත්හදා බැලීම අතරතුර, දත්තවල සම්පූර්ණත්වය සහ නිරවද්‍යතාවය සහතික කිරීම සඳහා විස්ථාපන දත්ත සහ උෂ්ණත්ව දත්ත සෑම මිනිත්තු 15 කට වරක් වාර්තා කරන ලදී.
මනින ලද දත්ත සහ ප්‍රතිඵල විශ්ලේෂණය
උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් සහ වේදිකා ප්‍රමාණයේ වෙනස්වීම් අතර සම්බන්ධතාවය
පර්යේෂණාත්මක දත්තවලින් පෙනී යන්නේ උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 20 සිට 35 දක්වා ඉහළ යන විට, ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ රේඛීය ප්‍රමාණයේ වෙනස අතිශයින් කුඩා බවයි. ගණනය කිරීමෙන් පසු, සමස්ත තාපන ක්‍රියාවලිය පුරාම, වේදිකාවේ උපරිම රේඛීය ප්‍රසාරණය නැනෝමීටර 0.3 ක් පමණක් වන අතර එය අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන්හි මිනුම් නිරවද්‍යතාවය සඳහා දෝෂ ඉවසීමේ පරාසයට වඩා බෙහෙවින් අඩුය. සිසිලන අවධියේදී, වේදිකා ප්‍රමාණය සම්පූර්ණයෙන්ම පාහේ ආරම්භක තත්වයට ආපසු යා හැකි අතර, ප්‍රමාණයේ වෙනස් වීමේ ප්‍රමාද සංසිද්ධිය නොසලකා හැරිය හැකිය. සැලකිය යුතු උෂ්ණත්ව උච්චාවචනයන් යටතේ වුවද අතිශයින් අඩු මානයන් සහිත වෙනස්කම් පවත්වා ගැනීමේ මෙම ලක්ෂණය ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ කැපී පෙනෙන තාප ස්ථායිතාව සම්පූර්ණයෙන්ම වලංගු කරයි.
වේදිකා මතුපිට උෂ්ණත්ව ඒකාකාරිත්වය විශ්ලේෂණය කිරීම
උෂ්ණත්ව සංවේදකය මගින් රැස් කරන ලද දත්තවලින් පෙනී යන්නේ උපකරණ ක්‍රියාත්මක වන විට සහ උෂ්ණත්ව වෙනස් වීමේ ක්‍රියාවලියේදී, ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ මතුපිට උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය අතිශයින්ම ඒකාකාරී බවයි. උෂ්ණත්වය වඩාත් තීව්‍ර ලෙස වෙනස් වන අවධියේදී පවා, වේදිකා මතුපිට එක් එක් මිනුම් ලක්ෂ්‍යය අතර උෂ්ණත්ව වෙනස සෑම විටම ±0.1℃ තුළ පාලනය වේ. ඒකාකාර උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය අසමාන තාප ආතතිය නිසා ඇතිවන වේදිකා විරූපණය ඵලදායී ලෙස වළක්වයි, මිනුම් යොමු පෘෂ්ඨයේ සමතලා බව සහ ස්ථායිතාව සහතික කරයි, සහ අර්ධ සන්නායක මිනුම් විද්‍යා උපකරණ සඳහා විශ්වාසදායක මිනුම් පරිසරයක් සපයයි.
සාම්ප්‍රදායික ද්‍රව්‍ය වේදිකා සමඟ සසඳන විට
ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ මනින ලද දත්ත ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ වේදිකාව භාවිතා කරන එකම වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක මිනුම් උපකරණවල දත්ත සමඟ සංසන්දනය කරන ලද අතර වෙනස්කම් සැලකිය යුතු විය. එකම උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් තත්වයන් යටතේ, ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ වේදිකාවේ රේඛීය ප්‍රසාරණය නැනෝමීටර 2.5 ක් තරම් ඉහළ අගයක් ගන්නා අතර එය ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ මෙන් අට ගුණයකට වඩා වැඩිය. මේ අතර, ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ වේදිකාවේ මතුපිට උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය අසමාන වන අතර, උපරිම උෂ්ණත්ව වෙනස 0.8℃ දක්වා ළඟා වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වේදිකාවේ පැහැදිලි විරූපණයක් ඇති වන අතර මිනුම් නිරවද්‍යතාවයට බරපතල ලෙස බලපායි.
අර්ධ සන්නායක මිනුම් විද්‍යා උපකරණවල නිරවද්‍ය ලෝකයේ, කැපී පෙනෙන තාප ස්ථායිතාව සහිත ග්‍රැනයිට් වේදිකා, මිනුම් නිරවද්‍යතාවය සහතික කිරීමේ ප්‍රධාන පදනම බවට පත්ව ඇත. මනින ලද දත්ත මගින් උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් වලට ප්‍රතිචාර දැක්වීමේදී ග්‍රැනයිට් වේදිකාවේ කැපී පෙනෙන ක්‍රියාකාරිත්වය ප්‍රබල ලෙස සනාථ කරයි, අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන කර්මාන්තය සඳහා විශ්වාසදායක තාක්ෂණික සහාය ලබා දෙයි. අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් ඉහළ නිරවද්‍යතාවයක් කරා ඉදිරියට යන විට, ග්‍රැනයිට් වේදිකාවල තාප ස්ථායිතා වාසිය වඩ වඩාත් කැපී පෙනෙන අතර, කර්මාන්තයේ තාක්ෂණික නවෝත්පාදනයන් සහ සංවර්ධනය අඛණ්ඩව මෙහෙයවනු ඇත.
පළ කිරීමේ කාලය: මැයි-13-2025