ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ದೋಣಿ: ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಮತ್ತು ಅರೆವಾಹಕ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ವಾಹಕ

ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ದೋಣಿ ಎಂದರೇನು?

A ಸ್ಫಟಿಕ ದೋಣಿಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಂಯೋಜಿತ ಸಿಲಿಕಾದಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ನಿಖರ ವಾಹಕವಾಗಿದ್ದು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಹು-ಸ್ಲಾಟ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳು, ಅರೆವಾಹಕ ತಲಾಧಾರಗಳು ಅಥವಾ ಇತರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಮತ್ತು ಅರೆವಾಹಕ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ, ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ದೋಣಿಗಳು ಪ್ರಸರಣ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (CVD) ಮತ್ತು ಅನೆಲಿಂಗ್‌ನಂತಹ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ, ಇದು ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪನ್ನ ಇಳುವರಿಯ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.

ಕೋರ್ ಕಾರ್ಯಗಳು:

ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕಗಳು: ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಕುಲುಮೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ ರಂಜಕ ಪ್ರಸರಣ (ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್‌ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು) ಮತ್ತು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಪದರದ ಶೇಖರಣೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಅರೆವಾಹಕಗಳು: ಚಿಪ್ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ, ಎಚ್ಚಣೆ ಮತ್ತು ತೆಳುವಾದ ಪದರ ಶೇಖರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಒಯ್ಯುತ್ತದೆ.

ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ದೋಣಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ?

ವಿನ್ಯಾಸಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ದೋಣಿಈ ಕೆಳಗಿನ ಮಾನದಂಡಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕು:
-ಅತಿ-ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆ:

ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಕಚ್ಚಾ SiO2 ವಸ್ತುವು 99.99% ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಮೀರಬೇಕು.

-ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಪ್ರತಿರೋಧ:

ರಚನಾತ್ಮಕ ಅವನತಿಯಿಲ್ಲದೆ 1200℃ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಿ.

-ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆ:

ವಾರ್ಪಿಂಗ್ ಅಥವಾ ಬಿರುಕು ಬಿಡುವುದನ್ನು ತಡೆಯಲು ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣಾ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು (CTE) ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬೇಕು (≈5.5 10-6/℃).

-ನಿಖರವಾದ ಸ್ಲಾಟ್ ವಿನ್ಯಾಸ:

ಏಕರೂಪದ ತಾಪನವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಸ್ಲಾಟ್ ಅಂತರ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಯನ್ನು ± 0.1mm ಒಳಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ದೋಣಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ?

ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಶುದ್ಧೀಕರಣ:

ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ಮರಳನ್ನು 2000°C ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಪ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸಿ Fe, Al ಮತ್ತು Na ನಂತಹ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.

ರೂಪಿಸುವ ತಂತ್ರಗಳು:

ಸಿಎನ್‌ಸಿ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣ: ಕಂಪ್ಯೂಟರ್-ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿತ ಉಪಕರಣಗಳು ಮಿಲಿಮೀಟರ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸ್ಲಾಟ್‌ಗಳನ್ನು ಕೆತ್ತುತ್ತವೆ.
ಅಚ್ಚು ಎರಕಹೊಯ್ದ: ಸಂಕೀರ್ಣ ಜ್ಯಾಮಿತಿಗಾಗಿ, ಸಂಯೋಜಿತ ಸಿಲಿಕಾವನ್ನು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅಚ್ಚುಗಳಲ್ಲಿ ಸುರಿಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಮೇಲ್ಮೈ ಪರಿಪೂರ್ಣತೆ:

ವಜ್ರ-ಉಪಕರಣ ಹೊಳಪು ಮಾಡುವಿಕೆಯು ಕಣಗಳ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವನ್ನು (Ra) <0.5 μm ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.
ಆಮ್ಲ ತೊಳೆಯುವಿಕೆಯು (ಉದಾ. HCl) ಉಳಿದಿರುವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ.

ಕಠಿಣ ಪರೀಕ್ಷೆ:

ಥರ್ಮಲ್ ಶಾಕ್ ಟೆಸ್ಟಿಂಗ್: ಬಿರುಕು ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು 25℃ ಮತ್ತು 1200℃ ನಡುವೆ ವೇಗವಾಗಿ ಸೈಕಲ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.
ಶುದ್ಧತೆಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ: ಗ್ಲೋ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ (GDMS) ಜಾಡಿನ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಈ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ದೋಣಿಗಳು ಏಕೆ ಭರಿಸಲಾಗದವು?

ರಾಸಾಯನಿಕ ಜಡತ್ವ: ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಗಳು, ಕ್ಷಾರಗಳು, ಕ್ಲೋರಿನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಅನಿಲಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿರೋಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ: ಅತಿ ಕಡಿಮೆ CTE ಇರುವುದರಿಂದ ಕ್ಷಿಪ್ರ ಉಷ್ಣ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಲೋಹಗಳು ಅಥವಾ ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಬಹಳ ಶ್ರೇಷ್ಠ.

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಾರದರ್ಶಕತೆ: ಫೋಟೋ-ನೆರವಿನ CVD ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ UV-IR ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೋಲಿಕೆ:

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ದೋಣಿ: ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕತೆ (CO2 ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ).

ಗ್ರಾಫೈಟ್ ದೋಣಿ: ವೇಫರ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಇಂಗಾಲದ ಮಾಲಿನ್ಯದ ಅಪಾಯ.

ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಉತ್ಪಾದನಾ ಮಾರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ದೋಣಿಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ?

ರಂಜಕದ ಪ್ರಸರಣ:
ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ: ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ದೋಣಿಗಳಲ್ಲಿ ತುಂಬಿಸಿ 850-950℃ ನಲ್ಲಿ POCl3 ಅನಿಲಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿ PN ಜಂಕ್ಷನ್‌ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಆಕ್ರಮಣಕಾರಿ POCl3 ಪರಿಸರಗಳ ವಿರುದ್ಧ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯು ಉತ್ತಮ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಪಿಇಆರ್‌ಸಿ ಕೋಶ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆ:
ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ: ಹಿಂಭಾಗದ ಮೇಲ್ಮೈ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯತೆಗಾಗಿ Al2O3 ಶೇಖರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
ನಿರ್ಣಾಯಕ ನಿಯತಾಂಕ: ಸ್ಲಾಟ್ ವಿನ್ಯಾಸವು ಫಿಲ್ಮ್ ದಪ್ಪದ ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ≤3% ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

ವೇಫರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ದೋಣಿಗಳು ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತವೆ?

ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು:
ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ: SiO2 ಪದರಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು 1100℃ ನಲ್ಲಿ ಒಣ/ಆರ್ದ್ರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ದೋಣಿಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ವಿನ್ಯಾಸ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯ: ವೇಫರ್ ಜಾರುವಿಕೆಯನ್ನು ತಡೆಯಲು 5-10° ಕೋನದಲ್ಲಿ ಸ್ಲಾಟ್ ಗೋಡೆಗಳು.

ಸಿವಿಡಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು:
ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ: Si3N4 ಅಥವಾ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಶೇಖರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಏಕರೂಪದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ನಾವೀನ್ಯತೆ: ಸುಧಾರಿತ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು ಸುಧಾರಿತ ಫಿಲ್ಮ್ ಸ್ಥಿರತೆಗಾಗಿ ಅನಿಲ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ.

ಯಾವ ಅಭ್ಯಾಸಗಳು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅದರ ಅಲಭ್ಯತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ?

ಸೈಕಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸುವುದು:
ಪ್ರತಿದಿನ: ಅಯಾನೀಕರಿಸಿದ ನೀರು + CO2 ಸ್ನೋ ಜೆಟ್ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯು ಸಡಿಲವಾದ ಕಣಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ.

ವಾರಕ್ಕೊಮ್ಮೆ: 80℃ ನಲ್ಲಿ 5% ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸುವುದರಿಂದ ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು ಕರಗುತ್ತವೆ.

ತಪಾಸಣೆ ಪರಿಶೀಲನಾಪಟ್ಟಿ:
ಡಿವಿಟ್ರಿಫಿಕೇಶನ್: ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಮೇಲಿನ ಬಿಳಿ ಚುಕ್ಕೆಗಳು ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ; ಕವರೇಜ್ 5% ಮೀರಿದರೆ ಬದಲಾಯಿಸಿ.
ಮೈಕ್ರೋಕ್ರ್ಯಾಕ್‌ಗಳು: ಭೂಗತ ದೋಷಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಡೈ ಪೆನೆಟ್ರಾಂಟ್ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಬಳಸಿ.

ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ದೋಣಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಯಾವ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಮರು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತವೆ?

IoT-ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದ ದೋಣಿಗಳು:
ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಫೈಬರ್ ಬ್ರಾಗ್ ಗ್ರೇಟಿಂಗ್ (FBG) ಸಂವೇದಕಗಳು ನೈಜ-ಸಮಯದ ತಾಪಮಾನ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು (±1°C ನಿಖರತೆ) ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

ಸುಧಾರಿತ ಲೇಪನಗಳು:
ಯಟ್ರಿಯಾ-ಸ್ಟೆಬಿಲೈಸ್ಡ್ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ (YSZ) ಲೇಪನಗಳು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು 70% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಸಂಯೋಜಕ ತಯಾರಿಕೆ:
ಜಾಲರಿ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ 3D-ಮುದ್ರಿತ ಸ್ಫಟಿಕ ದೋಣಿಗಳು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವಾಗ ತೂಕವನ್ನು 40% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

ತೀರ್ಮಾನ

ಟೆರಾವಾಟ್-ಪ್ರಮಾಣದ ಸೌರ ಫಾರ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ ಹಿಡಿದು ಮುಂದುವರಿದ ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಮೂಲಕ AI ಕ್ರಾಂತಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬುವವರೆಗೆ,ಸ್ಫಟಿಕ ದೋಣಿಆಧುನಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಸರಳ ಕೆಲಸಗಾರ. ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳು ಚಿಕಣಿಗೊಳಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯ ಗಡಿಗಳನ್ನು ತಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ದೋಣಿ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ನಾವೀನ್ಯತೆಗಳು ಪ್ರಮುಖವಾಗಿ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ - AI ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಯುಗದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ, ಕೆಲವು "ಹಳೆಯ-ಶಾಲಾ" ವಸ್ತುಗಳು ಇನ್ನೂ ಭವಿಷ್ಯದ ಕೀಲಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸುತ್ತದೆ.