Heddiw, gyda datblygiad cyflym y diwydiant lled-ddargludyddion, mae profi IC, fel cyswllt hanfodol i sicrhau perfformiad sglodion, ei gywirdeb a'i sefydlogrwydd yn effeithio'n uniongyrchol ar gyfradd cynnyrch sglodion a chystadleurwydd y diwydiant. Wrth i'r broses weithgynhyrchu sglodion barhau i symud ymlaen tuag at nodau 3nm, 2nm a hyd yn oed yn fwy datblygedig, mae'r gofynion ar gyfer cydrannau craidd mewn offer profi IC yn dod yn fwyfwy llym. Mae sylfeini gwenithfaen, gyda'u priodweddau deunydd unigryw a'u manteision perfformiad, wedi dod yn "bartner aur" anhepgor ar gyfer offer profi IC. Pa resymeg dechnegol sydd y tu ôl i hyn?
I. "Anallu i Ymdopi" â Seiliau Traddodiadol
Yn ystod y broses brofi IC, mae angen i'r offer ganfod perfformiad trydanol pinnau'r sglodion, uniondeb y signal, ac ati yn fanwl gywir ar y nanosgâl. Fodd bynnag, mae seiliau metel traddodiadol (megis haearn bwrw a dur) wedi datgelu llawer o broblemau mewn cymwysiadau ymarferol.
Ar y naill law, mae cyfernod ehangu thermol deunyddiau metelaidd yn gymharol uchel, fel arfer uwchlaw 10 × 10⁻⁶/℃. Gall y gwres a gynhyrchir yn ystod gweithrediad offer profi IC neu hyd yn oed newidiadau bach yn nhymheredd amgylchynol achosi ehangu a chrebachu thermol sylweddol y sylfaen fetel. Er enghraifft, gall sylfaen haearn bwrw 1 metr o hyd ehangu a chrebachu hyd at 100μm pan fydd y tymheredd yn newid 10℃. Mae newidiadau dimensiynol o'r fath yn ddigonol i gamlinio'r chwiliedydd prawf â'r pinnau sglodion, gan arwain at gyswllt gwael ac yna achosi ystumio'r data prawf.
Ar y llaw arall, mae perfformiad dampio'r sylfaen fetel yn wael, gan ei gwneud hi'n anodd defnyddio'r ynni dirgryniad a gynhyrchir gan weithrediad yr offer yn gyflym. Yn y senario o brofi signal amledd uchel, bydd micro-osgiliad parhaus yn cyflwyno llawer iawn o sŵn, gan gynyddu gwall profi uniondeb signal o fwy na 30%. Yn ogystal, mae gan ddeunyddiau metel duedd magnetig uchel ac maent yn dueddol o gyplysu â signalau electromagnetig yr offer profi, gan arwain at golledion cerrynt troelli ac effeithiau hysteresis, sy'n ymyrryd â chywirdeb mesuriadau manwl gywir.
Ii. "Cryfder Caled" Sylfaenau Gwenithfaen
Sefydlogrwydd thermol eithaf, gan osod y sylfaen ar gyfer mesur manwl gywir
Mae gwenithfaen yn cael ei ffurfio gan y cyfuniad tynn o grisialau mwynau fel cwarts a ffelsbar trwy fondiau ïonig a chofalent. Mae ei gyfernod ehangu thermol yn isel iawn, dim ond 0.6-5 × 10⁻⁶/℃, sydd tua 1/2-1/20 o gyfernod deunyddiau metelaidd. Hyd yn oed os yw'r tymheredd yn newid 10℃, mae ehangu a chrebachu sylfaen gwenithfaen 1 metr o hyd yn llai na 50nm, gan gyflawni "dim dadffurfiad" bron. Yn y cyfamser, dim ond 2-3 W/(m · K) yw dargludedd thermol gwenithfaen, sy'n llai nag 1/20 o ddargludedd thermol metelau. Gall atal dargludedd gwres yr offer yn effeithiol, cadw tymheredd wyneb y sylfaen yn unffurf, a sicrhau bod y stiliwr prawf a'r sglodion bob amser yn cynnal safle cymharol cyson.
2. Mae atal dirgryniad cryf iawn yn creu amgylchedd profi sefydlog
Mae'r diffygion crisial unigryw a'r strwythur llithro ffin graen y tu mewn i wenithfaen yn rhoi iddo gapasiti gwasgaru ynni cryf, gyda chymhareb dampio o hyd at 0.3-0.5, sydd fwy na chwe gwaith yn fwy na'r sylfaen fetel. Mae data arbrofol yn dangos, o dan gyffro dirgryniad o 100Hz, mai dim ond 0.1 eiliad yw amser gwanhau dirgryniad sylfaen wenithfaen, tra bod amser gwanhau'r sylfaen haearn bwrw yn 0.8 eiliad. Mae hyn yn golygu y gall sylfaen wenithfaen atal y dirgryniadau a achosir gan gychwyn a chau offer, effeithiau allanol, ac ati, ar unwaith, a rheoli osgled dirgryniad y platfform prawf o fewn ±1μm, gan ddarparu gwarant sefydlog ar gyfer lleoli chwiliedyddion nanosgâl.
3. Priodweddau gwrth-magnetig naturiol, gan ddileu ymyrraeth electromagnetig
Mae gwenithfaen yn ddeunydd diamagnetig gyda thueddiad magnetig o tua -10 ⁻⁵. Mae'r electronau mewnol yn bodoli mewn parau o fewn bondiau cemegol ac nid ydynt bron byth yn cael eu polareiddio gan feysydd magnetig allanol. Mewn amgylchedd maes magnetig cryf o 10mT, mae dwyster y maes magnetig a achosir ar wyneb gwenithfaen yn llai na 0.001mT, tra bod dwyster y maes magnetig a achosir ar wyneb haearn bwrw mor uchel â mwy nag 8mT. Gall y priodwedd gwrth-magnetig naturiol hon greu amgylchedd mesur pur ar gyfer offer profi IC, gan ei amddiffyn rhag ymyrraeth electromagnetig allanol fel moduron gweithdy a signalau RF. Mae'n arbennig o addas ar gyfer profi senarios sy'n hynod sensitif i sŵn electromagnetig, fel sglodion cwantwm ac ADCs/Dacs manwl gywir.
Yn drydydd, mae'r cymhwysiad ymarferol wedi cyflawni canlyniadau rhyfeddol
Mae arferion nifer o fentrau lled-ddargludyddion wedi dangos yn llawn werth seiliau gwenithfaen. Ar ôl i wneuthurwr offer profi lled-ddargludyddion byd-enwog fabwysiadu sylfaen wenithfaen yn ei blatfform profi sglodion 5G pen uchel, cyflawnodd ganlyniadau rhyfeddol: cynyddodd cywirdeb lleoli'r cerdyn stiliwr o ±5μm i ±1μm, gostyngodd gwyriad safonol data'r prawf 70%, a gostyngodd cyfradd camfarnu un prawf yn sylweddol o 0.5% i 0.03%. Yn y cyfamser, mae'r effaith atal dirgryniad yn nodedig. Gall yr offer ddechrau'r prawf heb aros i'r dirgryniad ddirywio, gan fyrhau'r cylch prawf sengl 20% a chynyddu'r capasiti cynhyrchu blynyddol dros 3 miliwn o wafferi. Yn ogystal, mae gan y sylfaen wenithfaen oes o dros 10 mlynedd ac nid oes angen cynnal a chadw mynych arni. O'i gymharu â seiliau metel, mae ei chost gyffredinol yn cael ei lleihau mwy na 50%.
Yn bedwerydd, addasu i dueddiadau diwydiannol ac arwain uwchraddio technoleg profi
Gyda datblygiad technolegau pecynnu uwch (megis Chiplet) a chynnydd meysydd sy'n dod i'r amlwg fel sglodion cyfrifiadura cwantwm, bydd y gofynion ar gyfer perfformiad dyfeisiau mewn profion IC yn parhau i godi. Mae seiliau gwenithfaen hefyd yn arloesi ac yn uwchraddio'n gyson. Trwy driniaeth cotio arwyneb i wella ymwrthedd gwisgo neu drwy gyfuno â cherameg piezoelectrig i gyflawni iawndal dirgryniad gweithredol a datblygiadau technolegol eraill, maent yn symud tuag at gyfeiriad mwy manwl gywir a deallus. Yn y dyfodol, bydd y sylfaen gwenithfaen yn parhau i ddiogelu arloesedd technolegol y diwydiant lled-ddargludyddion a datblygiad o ansawdd uchel "sglodion Tsieineaidd" gyda'i pherfformiad rhagorol.
Mae dewis sylfaen wenithfaen yn golygu dewis datrysiad profi IC mwy cywir, sefydlog ac effeithlon. Boed yn brofion sglodion proses uwch cyfredol neu'n archwiliad yn y dyfodol o dechnolegau arloesol, bydd y sylfaen wenithfaen yn chwarae rhan anhepgor ac arwyddocaol.
Amser postio: Mai-15-2025