التطبيقات المتعلقة بالماس في سلسلة صناعة أشباه الموصلات

كما نعلم جميعًا، تُعَد أشباه الموصلات التكنولوجيا الاستراتيجية الأساسية للعديد من الأجهزة والأنظمة الإلكترونية. وتدفع الابتكارات في تصميم وتصنيع أشباه الموصلات إلى ظهور تقنيات جديدة ثورية: الجيل الخامس، وإنترنت الأشياء، والذكاء الاصطناعي، والمركبات الكهربائية، والقدرات الدفاعية والأمنية المتقدمة.

في سلسلة صناعة أشباه الموصلات، تحتل حلقة المعالجة مكانة حيوية وهي حلقة بالغة الأهمية.

معالجة أشباه الموصلات

معالجة أشباه الموصلات هي العملية من قضيب البلورة إلى الشريحة الفردية. وفقًا لتصنيف العملية، تتضمن تقنية المعالجة الأمامية لمواد أشباه الموصلات بشكل أساسي قطع قضيب البلورة، وتقريب قضيب البلورة، وتقطيع قضيب البلورة، وطحن الرقاقة، وتشطيب الرقاقة وطحن الحواف، وتخفيف الرقاقة وتلميعها؛ وتشمل عملية التعبئة اللاحقة إنتاج الدوائر، والتلميع، والتخفيف الخلفي والتقطيع، وكلها لا تنفصل عن الاستخدام المكثف لأدوات الماس.

في الوقت الحاضر، تتمتع مواد أشباه الموصلات من الجيل الثالث التي تمثلها كربيد السيليكون ونتريد الغاليوم بمزايا المجال الكهربائي العالي للانهيار، والتوصيل الحراري العالي، ومعدل تشبع الإلكترون العالي، والمقاومة القوية للإشعاع، وهي أكثر ملاءمة للسيناريوهات ذات الجهد العالي والتردد العالي. في الوقت نفسه، يعتبر كربيد السيليكون ونتريد الغاليوم صلبين ويصعب معالجتهما، في حين أصبحت مواد الماس والمنتجات ذات الصلة جزءًا لا غنى عنه من عملية معالجة أشباه الموصلات من الجيل الثالث بسبب خصائصها الفائقة الصلابة.

مع انتشار التقنيات مثل 5G وإنترنت الأشياء، تشهد صناعة الإلكترونيات الاستهلاكية طلبًا متزايدًا على الآلات الدقيقة. توفر أدوات الماس ومنتجات مسحوق الماس حلول معالجة سطحية عالية الجودة للمعادن والسيراميك والمواد الهشة، مما يعزز التقدم التكنولوجي والترقية الصناعية في الصناعة.

تطبيقات أخرى في مجال أشباه الموصلات

رقائق الماس الماس ليس فقط أصعب مادة في الطبيعة، ولكنه يتمتع أيضًا بموصلية حرارية مذهلة وحركة إلكترونية عالية. في تطبيقات الأجهزة عالية التردد، يمكن لرقائق الماس التغلب بشكل فعال على “تأثير التسخين الذاتي” لضمان استمرار تشغيل المعدات بثبات في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.

مشتت الحرارة الماسي أصبح الماس خيارًا مثاليًا لتبديد الحرارة للأجهزة عالية الطاقة نظرًا لموصليته الحرارية الممتازة (حتى 2000 واط / متر مكعب، أي 5 أضعاف النحاس والفضة) وخصائص العزل الممتازة. في ليزر أشباه الموصلات عالية الطاقة، يمكن أن يؤدي تطبيق مشتتات الحرارة الماسية إلى تحسين كفاءة تبديد الحرارة بشكل كبير وتقليل المقاومة الحرارية، وبالتالي زيادة قوة خرج الليزر وإطالة عمر خدمته.

التغليف الإلكتروني من خلال تجميع جزيئات الماس مع مصفوفات معدنية عالية التوصيل الحراري مثل Ag و Cu و Al، أثبتت مادة مركب مصفوفة الماس / المعدن المحضرة في البداية إمكاناتها الكبيرة في مجال التغليف الإلكتروني. خاصة في الوقت الذي يتزايد فيه الطلب على طاقة الحوسبة، توفر ركائز التغليف الماسي حلولاً مبتكرة لمشكلة تبديد الحرارة للرقائق عالية الأداء، مما يساعد على التطور السريع للصناعات مثل الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات.

النافذة البصرية النافذة البصرية الماسية هي جهاز بصري يستخدم في ظل ظروف قاسية وغالبًا ما يستخدم في المعدات العسكرية المتطورة مثل أجهزة البحث عن الصواريخ. الماس، بأصغر معامل تمدد حراري وأعلى موصلية حرارية، هو أحد أفضل المواد لصنع مثل هذه النوافذ. يمكن للنافذة البصرية الماسية تقليل درجة الحرارة بشكل فعال، وضمان التشغيل المستقر لكاشفات الأشعة تحت الحمراء، وتحسين دقة التوجيه وموثوقية الصواريخ.

التكنولوجيا الكمومية في مجال التكنولوجيا الكمومية، يوفر مركز اللون NV للماس، كمرشح بت كمي طبيعي، إمكانية تحقيق الحوسبة الكمومية في الحالة الصلبة ومعالجة المعلومات الكمومية.

قطب BDD يتمتع قطب الماس المشبع بالبورون (BDD) بمزايا فريدة في عمليات الأكسدة المتقدمة الكهروكيميائية مع نافذته الكهروكيميائية الواسعة للغاية، وإمكانية تطور الأكسجين العالية للغاية، وخصائص الامتصاص المنخفضة للغاية ومقاومة التآكل الممتازة.

على الرغم من أن التطبيق المباشر للماس كمادة رقاقة لا يزال بعيدًا، فقد أظهر إمكانات وقيمة كبيرة في العديد من حلقات سلسلة صناعة أشباه الموصلات. من معالجة أشباه الموصلات إلى مشعات الحرارة والتعبئة والتغليف الماسية، إلى تكنولوجيا الكم وتطبيقات أقطاب BDD، يتغلغل الماس تدريجياً في مختلف المجالات الرئيسية لصناعة أشباه الموصلات، مما يعزز الابتكار التكنولوجي والترقية الصناعية.