ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ ባለው የሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ዓለም ውስጥ ከፍተኛ አፈፃፀም ያላቸውን ቁሳቁሶች ፍላጎት ማደጉን ቀጥሏል. ጉልህ የሆነ መጎተትን ካገኘ ከእንደዚህ አይነት ቁሳቁስ አንዱ እጅግ በጣም ቀጭን ነው። የታንታለም ፎይል ከ ASTM B708 መስፈርቶች ጋር መጣጣም. ይህ አስደናቂ ቁሳቁስ ለኢንዱስትሪው ውስጥ ለተለያዩ አፕሊኬሽኖች ተስማሚ የሆነ ልዩ የንብረቶቹን ጥምረት በማቅረብ ቆራጭ ሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎችን ለማምረት በጣም አስፈላጊ ሆኗል ። ወደ አለም በጣም ቀጭኑ የታንታለም ፎይል ስንመረምር ባህሪያቱን፣ አፕሊኬሽኑን እና በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ውስጥ በስፋት ተቀባይነት ያገኘበትን ምክንያቶች እንመረምራለን። በመከለያ ንብርብሮች እና በ capacitors ውስጥ ካለው ሚና ጀምሮ እስከ ላዩን ጥራት እና ንፅህና አስፈላጊ መስፈርቶች ድረስ ይህንን ቁሳቁስ በሜዳ ላይ ጨዋታን የሚቀይሩትን ምክንያቶች እናሳያለን።

ለምንድነው እጅግ በጣም ቀጭን ASTM B708 የታንታለም ፎይል ለሴሚኮንዳክተሮች ተስማሚ የሆነው?
እጅግ በጣም ቀጭን ASTM B708 የታንታለም ፎይል በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ውስጥ በልዩ ባህሪያት እና ሁለገብነት ምክንያት እንደ ተመራጭ ቁሳቁስ ብቅ ብሏል። ለዚህ ተፈላጊ ኢንዱስትሪ ተስማሚ መሆኑን ዋና ዋና ምክንያቶችን እንመርምር፡-
- እጅግ በጣም ጥሩ የኤሌትሪክ ባህሪያት፡ ታንታለም ከፍተኛ ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ እና ዝቅተኛ የፍሳሽ ፍሰት ስላለው በሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች ውስጥ ለካፓሲተር አፕሊኬሽኖች ተመራጭ ያደርገዋል። እነዚህ ንብረቶች በዘመናዊ የኤሌክትሮኒክስ ወረዳዎች ውስጥ አስፈላጊ የሆኑ የታመቀ ከፍተኛ አፈፃፀም ያላቸው capacitors እንዲፈጠሩ ያስችላቸዋል።
- የላቀ የሙቀት መረጋጋት፡ ሴሚኮንዳክተሮች ብዙ ጊዜ የሚሠሩት ከፍተኛ ሙቀት ባላቸው አካባቢዎች ነው፣ እና የታንታለም ልዩ የሙቀት መረጋጋት በእንደዚህ ያሉ ሁኔታዎች ውስጥ አስተማማኝ አፈፃፀምን ያረጋግጣል። ቁሱ ከፍ ባለ የሙቀት መጠን እንኳን ሳይቀር ታማኝነቱን እና የኤሌክትሪክ ባህሪያቱን ይጠብቃል, ይህም ለሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች ረጅም ጊዜ እና አስተማማኝነት አስተዋጽኦ ያደርጋል.
- የዝገት መቋቋም፡- ታንታለም በአስቸጋሪ ኬሚካላዊ አካባቢዎች ውስጥም ቢሆን ለዝገት አስደናቂ የመቋቋም ችሎታ ያሳያል። ይህ ባህሪ ለተለያዩ ኬሚካሎች እና ለኤክሳንግ ኤጀንቶች መጋለጥን በሚያካትቱ ሴሚኮንዳክተር የማምረት ሂደቶች ውስጥ ወሳኝ ነው።
- ቅልጥፍና እና ቅርፀት፡ የ ASTM B708 የታንታለም ፎይል እጅግ በጣም ቀጭኑ ተፈጥሮ በቀላሉ መጠቀሚያ እና ወደ ውስብስብ ሴሚኮንዳክተር መዋቅሮች እንዲዋሃድ ያስችላል። የእሱ ductility በዘመናዊ ቺፕ ንድፎች ውስጥ የሚፈለጉ ውስብስብ ንድፎችን እና ቅርጾችን ለመፍጠር ያስችላል.
- ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥብ፡- በግምት 3017°C (5463°F) የማቅለጫ ነጥብ ያለው ታንታለም በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ሂደቶች ወቅት የሚያጋጥመውን ከፍተኛ የሙቀት መጠን ማለትም የእንፋሎት ማጠራቀሚያ እና ማደንዘዣን መቋቋም ይችላል።
- ዝቅተኛ የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት፡ የታንታለም የሙቀት መስፋፋት በአንጻራዊነት ዝቅተኛ መጠን ያለው የሙቀት መጠን መለዋወጥ በሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች ላይ ያለውን ጫና እና መበላሸትን ለመቀነስ ይረዳል፣ ይህም አጠቃላይ አስተማማኝነትን እና አፈጻጸምን ይጨምራል።
ከነባር የማምረቻ ሂደቶች ጋር ተኳሃኝነት፡- እጅግ በጣም ቀጭን የታንታለም ፎይል በቀላሉ ወደተመሰረቱ ሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ሂደቶች ሊዋሃድ ስለሚችል በአምራች መስመሮቻቸው ላይ ከፍተኛ ለውጥ ሳያደርጉ ምርቶቻቸውን ለማሳደግ ለሚፈልጉ አምራቾች ወጪ ቆጣቢ ምርጫ ያደርገዋል።
የታንታለም ፎይል በ barrier layers እና capacitors ውስጥ ያለው ሚና
እጅግ በጣም ቀጭን የታንታለም ፎይል በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ሁለት ዋና ዋና ቦታዎች ላይ ወሳኝ ሚና ይጫወታል፡ ማገጃ ንብርብሮች እና capacitors። እነዚህን መተግበሪያዎች በዝርዝር እንመርምር፡-
መከላከያ ንብርብሮች;
- የመዳብ ስርጭትን መከላከል፡ ሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች እየቀነሱ ሲሄዱ፣ የመዳብ ትስስር ከጊዜ ወደ ጊዜ እየተለመደ መጥቷል። ይሁን እንጂ መዳብ በአካባቢያቸው በሚገኙ ቁሳቁሶች ውስጥ ሊሰራጭ ይችላል, ይህም አስተማማኝነትን ያስከትላል. የታንታለም ፎይል የመዳብ ስርጭትን በመከላከል እና የሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎችን የረጅም ጊዜ መረጋጋትን የሚያረጋግጥ ውጤታማ የመከላከያ ሽፋን ሆኖ ያገለግላል።
- የማጣበቅ ስራ፡ የታንታለም ፎይል በሴሚኮንዳክተር አወቃቀሮች ውስጥ በተለያዩ ቁሳቁሶች መካከል እንደ ጥሩ የማጣበቅ ንብርብር ሆኖ ያገለግላል። በብረታ ብረት እና በዲኤሌክትሪክ መካከል ጠንካራ ትስስርን ያበረታታል, ይህም የመሳሪያውን አጠቃላይ መዋቅር ያሳድጋል.
- ወጥ የሆነ የዘር ንብርብር፡- በመዳብ ሜታላይዜሽን ሂደቶች ውስጥ፣ የታንታለም ፎይል እንደ ዘር ንብርብር ሆኖ ሊያገለግል ይችላል፣ ይህም ለቀጣዩ የመዳብ ክምችት አንድ ወጥ የሆነ ገጽ ይሰጣል። ይህ የመዳብ ስርጭትን እንኳን ያረጋግጣል እና አጠቃላይ የግንኙነት ጥራትን ያሻሽላል።
- ከኤሌክትሮሚግሬሽን መከላከል፡ የታንታለም የኤሌክትሮሚግሬሽን መቋቋም የብረት አተሞች በከፍተኛ ወቅታዊ እፍጋቶች ውስጥ እንዳይንቀሳቀሱ ይከላከላል፣ ሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎችን አስተማማኝነት እና የአገልግሎት ዘመን ይጨምራል።
- Tungsten nucleation: በአንዳንድ ሴሚኮንዳክተር ሂደቶች ውስጥ የታንታለም ፎይል ለተንግስተን ክምችት እንደ ኒውክሌሽን ንብርብር ሆኖ ያገለግላል ፣ ይህም ለተለያዩ አፕሊኬሽኖች ወጥ የሆነ የተንግስተን ንብርብሮችን እድገትን ያመቻቻል።
Capacitors:
- ከፍተኛ የአቅም ጥግግት: የታንታለም ፎይል ወለል ላይ የተቋቋመው ታንታለም ኦክሳይድ ያለውን ከፍተኛ dielectric ቋሚ, በትንሹ አሻራ ውስጥ ከፍተኛ capacitance ጋር capacitors ለመፍጠር ያስችላል. ይህ በተለይ በቦታ በተገደቡ ሴሚኮንዳክተር ዲዛይኖች ውስጥ ዋጋ ያለው ነው።
- ዝቅተኛ ተመጣጣኝ ተከታታይ የመቋቋም (ESR): የታንታለም capacitors ዝቅተኛ ESR ያሳያሉ, ይህም ዘመናዊ ሴሚኮንዳክተር መሣሪያዎች ውስጥ ከፍተኛ-ድግግሞሽ መተግበሪያዎች ወሳኝ ነው. ይህ ባህሪ ፈጣን የኃይል መሙያ እና የፍሳሽ ዑደቶችን እና የተሻሻለ አጠቃላይ አፈፃፀምን ያስችላል።
- በጊዜ እና በሙቀት መጠን መረጋጋት፡- የታንታለም አቅም ቆጣቢዎች የአቅም እሴቶቻቸውን ረዘም ላለ ጊዜ እና በተለያዩ የሙቀት መጠኖች ውስጥ ያቆያሉ፣ ይህም በተለያዩ የስራ ሁኔታዎች ውስጥ ወጥነት ያለው አፈጻጸምን ያረጋግጣል።
- ራስን የመፈወስ ባህሪያት: ታንታለም capacitors በሴሚኮንዳክተር አፕሊኬሽኖች ውስጥ ለረጅም ጊዜ አስተማማኝነት እንዲኖራቸው አስተዋፅኦ በማድረግ ጥቃቅን ጉድለቶችን በራስ የመፈወስ ችሎታ አላቸው.
- ሰፊ የክወና የቮልቴጅ ክልል፡- የታንታለም አቅም (capacitors) በተለያየ የቮልቴጅ ክልል ውስጥ ሊሰሩ ስለሚችሉ ለተለያዩ ሴሚኮንዳክተር አፕሊኬሽኖች ከአነስተኛ ኃይል ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎች እስከ ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው የኮምፒዩተር ሲስተሞች።
- ዝቅተኛ የፍሰት ፍሰት፡ የታንታለም capacitors ዝቅተኛ የፍሳሽ መጠን በሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች ውስጥ ያለውን የኃይል ፍጆታ ለመቀነስ ይረዳል፣ በባትሪ የሚንቀሳቀሱ እና ሃይል ቆጣቢ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ወሳኝ ምክንያት።
በሴሚኮንዳክተር አፕሊኬሽኖች ውስጥ የገጽታ ጥራት እና የንጽህና መስፈርቶች
የሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች አፈፃፀም እና አስተማማኝነት በአብዛኛው የተመካው በአፈጣጠራቸው ውስጥ ጥቅም ላይ በሚውሉ ቁሳቁሶች ላይ ባለው የንፅህና ጥራት እና ጥራት ላይ ነው። እጅግ በጣም ቀጭን ASTM B708 የታንታለም ፎይል ለሴሚኮንዳክተር አፕሊኬሽኖች ተስማሚ መሆኑን ለማረጋገጥ ጥብቅ መስፈርቶችን ማሟላት አለበት። በዚህ አውድ ውስጥ ወሳኝ የሆኑትን የገጽታ ጥራት እና ንጽህና ቁልፍ ገጽታዎች እንመርምር፡-
የመሬቱ ጥራት
- ሻካራነት ቁጥጥር፡- የታንታለም ፎይል ወለል አንድ ወጥ የሆነ ተከታይ ንብርብሮች መቀመጡን ለማረጋገጥ እና እንደ ወቅታዊ መፍሰስ ወይም አጭር ወረዳዎች ያሉ ችግሮችን ለመከላከል በትንሹ ሸካራነት ማሳየት አለበት። እጅግ በጣም ለስላሳ የሆኑ ንጣፎችን ለማግኘት የላቁ የማጥራት ቴክኒኮች በናኖሜትር ክልል ውስጥ ያሉ ሸካራ እሴቶችን ለማግኘት ያገለግላሉ።
- ጠፍጣፋነት እና እቅድ፡ በመላው የታንታለም ፎይል ወለል ላይ እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ ጠፍጣፋነት እና እቅድን መጠበቅ ወጥ የሆነ የኤሌክትሪክ ባህሪያትን ለማረጋገጥ እና በሚቀጥሉት የማምረቻ ደረጃዎች ውስጥ ችግሮችን ለመከላከል ወሳኝ ነው። አስፈላጊውን ጠፍጣፋነት ለማግኘት የተራቀቀ የማሽከርከር እና የመወጠር ሂደቶች ጥቅም ላይ ይውላሉ።
- ጉድለት የሌለበት ወለል፡ የታንታለም ፎይል ወለል የሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎችን አፈፃፀም ከሚጎዱ እንደ ፒንሆል፣ ጭረቶች ወይም መካተት ካሉ ጉድለቶች የጸዳ መሆን አለበት። የኦፕቲካል እና የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕን ጨምሮ ጥብቅ የፍተሻ ሂደቶች እንደነዚህ ያሉ ጉድለቶችን ለመለየት እና ለማስወገድ ይሠራሉ.
- የኦክሳይድ ንብርብር ቁጥጥር፡ በታንታለም ፎይል ላይ ያለው ቀጭን፣ ቤተኛ ኦክሳይድ ብዙ ጊዜ ጠቃሚ ቢሆንም ውፍረቱን እና ተመሳሳይነቱን በትክክል መቆጣጠር አስፈላጊ ነው። ለተወሰኑ ሴሚኮንዳክተር አፕሊኬሽኖች ተፈላጊውን የኦክሳይድ ባህሪያትን ለማግኘት ልዩ የኦክሳይድ ሂደቶችን መጠቀም ይቻላል.
- የገጽታ ንጽህና፡ ከኦርጋኒክ ወይም ኦርጋኒክ ያልሆኑ ንጥረ ነገሮች መበከል የሴሚኮንዳክተር አፈጻጸምን በእጅጉ ይጎዳል። የታንታለም ፎይል ገጽ ከቆሻሻ የፀዳ መሆኑን ለማረጋገጥ የኬሚካል ማሳከክ እና የፕላዝማ ሕክምናዎችን ጨምሮ ጥብቅ የጽዳት ፕሮቶኮሎች ይተገበራሉ።
የንጽህና መስፈርቶች፡-
- ከፍተኛ ንፅህና ያለው ታንታለም፡ ASTM B708 መግለጫዎች በተለምዶ የታንታለም ንፅህና ደረጃ 99.9% ወይም ከዚያ በላይ ያስፈልጋቸዋል። እነዚህን ከፍተኛ የንጽህና ደረጃዎችን ለማግኘት እንደ ኤሌክትሮን ጨረር ማቅለጥ እና ዞን ማጣራት የመሳሰሉ የላቀ የማጣራት ዘዴዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ.
- የመከታተያ ንጥረ ነገር ቁጥጥር፡ የተወሰኑ ቆሻሻዎች በደቂቃዎች እንኳን ቢሆን በታንታለም ፎይል ኤሌክትሪክ እና ሜካኒካል ባህሪያት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ሊያሳድሩ ይችላሉ። እንደ ኦክሲጅን፣ ናይትሮጅን፣ ካርቦን እና የብረታ ብረት ቆሻሻዎች ባሉ ንጥረ ነገሮች ላይ ጥብቅ ገደቦች ተጥለዋል። የተራቀቁ የትንታኔ ቴክኒኮች እንደ ግሎው ልቀትን mass spectrometry (GDMS) እና ኢንዳክቲቭ የተጣመረ የፕላዝማ mass spectrometry (ICP-MS) እነዚህን ወሰኖች መከበራቸውን ለማረጋገጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ።
- የመሃል ንጽህና አያያዝ፡ መበሳጨትን የሚያስከትሉ እንደ ሃይድሮጂን ያሉ የመሃል ቆሻሻዎችን መቆጣጠር ወሳኝ ነው። እነዚህን ቆሻሻዎች ለመቀነስ ልዩ የሙቀት ሕክምናዎች እና የቫኩም ማስታገሻ ሂደቶች ጥቅም ላይ ይውላሉ.
- የቡድኖች ወጥነት፡- በተለያዩ የምርት ስብስቦች ውስጥ ወጥ የሆነ የንጽህና ደረጃዎችን መጠበቅ አስተማማኝ ሴሚኮንዳክተር አፈጻጸምን ለማረጋገጥ አስፈላጊ ነው። ይህንን ወጥነት ለማግኘት ጥብቅ የጥራት ቁጥጥር እርምጃዎች እና የስታቲስቲክስ ሂደት ቁጥጥር ዘዴዎች ይተገበራሉ።
- ማሸግ እና አያያዝ: የታንታለም ፎይል ከፍተኛ ንፅህናን ለመጠበቅ ልዩ ማሸጊያ እና አያያዝ ሂደቶች በአቅርቦት ሰንሰለት ውስጥ ይሰራሉ። ይህ በማከማቻ እና በማጓጓዣ ጊዜ ብክለትን ለመከላከል የንጹህ ክፍል አከባቢዎችን, የማይነቃነቅ ጋዝ ማሸጊያዎችን እና ልዩ የመጓጓዣ እቃዎችን መጠቀምን ያካትታል.
- ዶክመንቴሽን እና ክትትል፡ የንፅህና ደረጃዎች አጠቃላይ ሰነዶች፣ የትንታኔ ሰርተፊኬቶችን እና የቁሳቁስ ሙከራ ሪፖርቶችን ጨምሮ፣ ሙሉ ክትትል እና ከሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ደረጃዎች ጋር መጣጣምን ለማረጋገጥ ቀርቧል።
- ብጁ ዝርዝሮች፡ በአንዳንድ ሁኔታዎች ሴሚኮንዳክተር አምራቾች በASTM B708 ከተገለጹት የበለጠ ጥብቅ የንፅህና ዝርዝሮችን ሊፈልጉ ይችላሉ። እጅግ በጣም ቀጭን የታንታለም ፎይል አቅራቢዎች እነዚህን ብጁ መስፈርቶች በላቁ የማጥራት እና የጥራት ቁጥጥር ሂደቶች ማሟላት መቻል አለባቸው።
በማጠቃለያው ፣ እጅግ በጣም ቀጭን ASTM B708 የታንታለም ፎይል በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ውስጥ እራሱን እንደ ወሳኝ ቁሳቁስ አቋቁሟል ፣ ይህም ከፍተኛ አፈፃፀም ያላቸውን አስተማማኝ መሳሪያዎችን ለመፍጠር የሚያስችል ልዩ የባህሪ ጥምረት ያቀርባል ። ልዩ የኤሌትሪክ ባህሪያቱ፣ የሙቀት መረጋጋት እና የዝገት መቋቋም በባሪየር ንብርብሮች እና capacitors ውስጥ ለመጠቀም ምቹ ያደርገዋል። ከዚህም በላይ ጥብቅ የገጽታ ጥራት እና የንጽህና መስፈርቶች የታንታለም ፎይል የሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ትክክለኛ ደረጃዎችን ማሟላቱን ያረጋግጣሉ።
የላቁ እና የታመቁ ሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች ፍላጎት እያደገ ሲሄድ፣ እጅግ በጣም ቀጭን የታንታለም ፎይል ሚና የበለጠ ጎልቶ ሊወጣ ይችላል። ሁለገብነቱ እና ከነባር የማኑፋክቸሪንግ ሂደቶች ጋር ያለው ተኳኋኝነት በሴሚኮንዳክተር መስክ የወደፊት አዳዲስ ፈጠራዎች ቁልፍ ሰጭ አድርጎ ያስቀምጣል።
በሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ውስጥ ከሆኑ እና የ ASTM B708 መስፈርቶችን የሚያሟላ ከፍተኛ ጥራት ያለው እጅግ በጣም ቀጭን የታንታለም ፎይል እየፈለጉ ከሆነ ከ Baoji Freelong New Material Technology Development Co., Ltd. የኛ ዘመናዊ የማምረቻ ፋሲሊቲዎች እና ጥብቅ የጥራት ቁጥጥር ሂደቶች ማቅረባችንን ያረጋግጣሉ. የታንታለም ፎይል የኢንዱስትሪ መስፈርቶችን የሚያሟላ እና የሚበልጥ። በብረታ ብረት ቁሳቁሶች እና ውህዶች፣ በዚሪኮኒየም፣ ታይታኒየም፣ ኒኬል፣ ኒዮቢየም እና ታንታለም ላይ ባለን ሰፊ ልምድ፣ የእርስዎን ልዩ ፍላጎቶች ለማሟላት በሚገባ ተዘጋጅተናል።
ወደ ሴሚኮንዳክተር ቁሶችዎ ሲመጣ በጥራት ላይ አይጣሱ። ዛሬ እኛን በ ላይ ያግኙን jenny@bjfreelong.com ስለእኛ እጅግ በጣም ቀጭን የታንታለም ፎይል አቅርቦቶች እና የእርስዎን ሴሚኮንዳክተር የማምረት ሂደቶችን እንዴት መደገፍ እንደምንችል የበለጠ ለማወቅ። የሴሚኮንዳክተር ቴክኖሎጂን ድንበር ለመግፋት እና በኢንዱስትሪው ውስጥ ፈጠራን ለማንቀሳቀስ በጋራ እንስራ።
ማጣቀሻዎች
1. ጆንሰን፣ ኤአር፣ እና ስሚዝ፣ BL (2022)። በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ውስጥ የላቀ ቁሶች፡ አጠቃላይ ግምገማ። የኤሌክትሮኒክስ እቃዎች ጆርናል, 51 (3), 1245-1267.
2. ቼን፣ ኤክስ.፣ እና ዋንግ፣ Y. (2021)። እጅግ በጣም ቀጭን የታንታለም ፎይል፡ በዘመናዊ ኤሌክትሮኒክስ ውስጥ ያሉ ንብረቶች እና አፕሊኬሽኖች። ቁሳቁስ ሳይንስ እና ምህንድስና፡ B, 263, 114823.
3. ቶምፕሰን፣ SE፣ እና Parthasarathy, S. (2023)። በታንታለም ላይ የተመሰረተ ባሪየር ንብርብሮች ለመዳብ ትስስር፡ የአሁን ሁኔታ እና የወደፊት ተስፋዎች። የ IEEE ግብይቶች በኤሌክትሮን መሳሪያዎች፣ 70(2)፣ 678-685።
4. Liu, H., & Zhang, L. (2022). ለሴሚኮንዳክተር አፕሊኬሽኖች ከፍተኛ-ንፅህና የታንታለም ፎይል ማምረቻ ዘዴዎች። የብረታ ብረት እና የቁሳቁስ ግብይቶች A, 53 (6), 2156-2169.
