کاربردهای مرتبط با الماس در زنجیره صنعت نیمه هادی

همانطور که همه ما می دانیم، نیمه هادی ها هسته فناوری استراتژیک بسیاری از دستگاه ها و سیستم های الکترونیکی هستند. نوآوری‌ها در طراحی و تولید نیمه‌رساناها، فناوری‌های مخرب جدیدی را به پیش می‌برند: 5G، اینترنت اشیا، هوش مصنوعی، وسایل نقلیه الکتریکی، قابلیت‌های دفاعی و امنیتی پیشرفته.

در زنجیره صنعت نیمه هادی، پیوند پردازش جایگاه حیاتی را اشغال می کند و پیوند بسیار مهمی است.

پردازش نیمه هادی

پردازش نیمه هادی فرآیندی از میله کریستالی تا تک تراشه است. از طبقه بندی فرآیند، فناوری پردازش جلویی مواد نیمه هادی عمدتاً شامل برش میله کریستال، گرد کردن میله کریستال، برش میله کریستال، سنگ زنی ویفر، پخ زدن و سنگ زنی ویفر، و نازک شدن و پرداخت ویفر است. فرآیند بسته بندی بعدی شامل تولید مدار، پولیش، نازک کردن پشت و قطعه قطعه می شود که همگی از استفاده گسترده از ابزار الماس جدا نیستند.

در حال حاضر، مواد نیمه هادی نسل سوم که توسط کاربید سیلیکون و نیترید گالیم نشان داده می شوند، دارای مزایای میدان الکتریکی شکست بالا، هدایت حرارتی بالا، نرخ اشباع الکترون بالا و مقاومت در برابر تابش قوی هستند و برای سناریوهای ولتاژ بالا و فرکانس بالا مناسب تر هستند. . در عین حال، کاربید سیلیکون و نیترید گالیوم سخت و سخت برای پردازش هستند، در حالی که مواد الماس و محصولات مرتبط با آن به دلیل خواص فوق سخت خود به بخشی ضروری از فرآیند پردازش نیمه هادی نسل سوم تبدیل شده اند.

با رواج فناوری هایی مانند 5G و اینترنت اشیا، صنعت لوازم الکترونیکی مصرفی تقاضای فزاینده ای برای ماشینکاری دقیق دارد. ابزارهای الماس و محصولات پودر الماس، راه حل های تصفیه سطحی با کیفیت بالا را برای فلزات، سرامیک ها و مواد شکننده ارائه می دهند و پیشرفت تکنولوژی و ارتقای صنعتی در صنعت را ارتقا می دهند.

سایر کاربردها در زمینه نیمه هادی ها

تراشه الماس الماس نه تنها سخت ترین ماده در طبیعت است، بلکه دارای رسانایی حرارتی شگفت انگیز و تحرک الکترون بالایی است. در کاربردهای دستگاه های فرکانس بالا، تراشه های الماس می توانند به طور موثر بر “اثر خود گرمایشی” غلبه کنند تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات همچنان می توانند در محیط های با دمای بالا به طور پایدار کار کنند.

Diamond Heat Sink Diamond به دلیل رسانایی حرارتی عالی (تا 2000W/m·k، 5 برابر مس و نقره) و خواص عایق عالی، به گزینه ای ایده آل برای اتلاف حرارت دستگاه های پرقدرت تبدیل شده است. در لیزرهای نیمه هادی پرقدرت، استفاده از هیت سینک های الماسی می تواند راندمان اتلاف حرارت را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و مقاومت حرارتی را کاهش دهد، در نتیجه توان خروجی لیزر را افزایش داده و عمر مفید آن را افزایش می دهد.

بسته بندی الکترونیکی با ترکیب ذرات الماس با ماتریس های فلزی با رسانایی حرارتی بالا مانند Ag، Cu و Al، مواد مرکب زمینه الماس/فلز تهیه شده در ابتدا پتانسیل بزرگ خود را در زمینه بسته بندی الکترونیکی نشان داده است. به خصوص در لحظه‌ای که تقاضای توان محاسباتی افزایش می‌یابد، بسترهای بسته‌بندی الماس راه‌حل‌های نوآورانه‌ای را برای مشکل اتلاف حرارت تراشه‌های با کارایی بالا ارائه می‌کنند و به توسعه سریع صنایعی مانند هوش مصنوعی و مراکز داده کمک می‌کنند.

پنجره نوری الماس پنجره نوری یک وسیله نوری است که در شرایط سخت استفاده می شود و اغلب در تجهیزات نظامی پیشرفته مانند جستجوگرهای موشک استفاده می شود. الماس با کمترین ضریب انبساط حرارتی و بالاترین رسانایی حرارتی یکی از بهترین مواد برای ساخت چنین پنجره هایی است. پنجره نوری الماس می تواند به طور موثر دما را کاهش دهد، عملکرد پایدار آشکارسازهای مادون قرمز را تضمین کند و دقت هدایت و قابلیت اطمینان موشک ها را بهبود بخشد.

فناوری کوانتومی در زمینه فناوری کوانتومی، مرکز رنگ NV الماس، به عنوان یک کاندید بیت کوانتومی طبیعی، امکان تحقق محاسبات کوانتومی حالت جامد و پردازش اطلاعات کوانتومی را فراهم می‌کند.

الکترود BDD الکترود الماس دوپ شده با بور (BDD) دارای مزایای منحصر به فردی در فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته الکتروشیمیایی با پنجره الکتروشیمیایی بسیار گسترده، پتانسیل تکامل بسیار بالای اکسیژن، ویژگی های جذب بسیار کم و مقاومت در برابر خوردگی عالی است.

اگرچه کاربرد مستقیم الماس به عنوان یک ماده تراشه هنوز بسیار دور است، اما پتانسیل و ارزش زیادی را در بسیاری از حلقه های زنجیره صنعت نیمه هادی نشان داده است. از پردازش نیمه هادی گرفته تا سینک های حرارتی الماس و بسته بندی، تا فناوری کوانتومی و کاربردهای الکترود BDD، الماس به تدریج در حال نفوذ به حوزه های مختلف کلیدی صنعت نیمه هادی است و نوآوری های تکنولوژیکی و ارتقای صنعتی را ترویج می کند.