Bu gün yarımkeçirici sənayesinin sürətli inkişafı ilə çiplərin performansını, dəqiqliyini və sabitliyini təmin etmək üçün vacib bir əlaqə olan IC testi, çiplərin məhsuldarlıq sürətinə və sənayenin rəqabət qabiliyyətinə birbaşa təsir göstərir. Çip istehsal prosesi 3nm, 2nm və daha da inkişaf etmiş qovşaqlara doğru irəlilədikcə, IC test avadanlıqlarında əsas komponentlərə olan tələblər getdikcə daha sərtləşir. Unikal material xüsusiyyətləri və performans üstünlükləri ilə qranit əsaslar IC test avadanlıqları üçün əvəzolunmaz "qızıl tərəfdaş" halına gəlmişdir. Bunun arxasında hansı texniki məntiq dayanır?
I. Ənənəvi Bazaların "Özünü ələ ala bilməməsi"
İnterfeys sınağı prosesi zamanı avadanlıq çip pinlərinin elektrik performansını, siqnal bütövlüyünü və s. nanoskalada dəqiq şəkildə aşkarlamalıdır. Bununla belə, ənənəvi metal əsaslar (məsələn, çuqun və polad) praktik tətbiqlərdə bir çox problem ortaya çıxarmışdır.
Bir tərəfdən, metal materialların istilik genişlənmə əmsalı nisbətən yüksəkdir, adətən 10 × 10⁻⁶/℃-dən yuxarıdır. İnteqrasiya olunmuş diod sınaq avadanlığının istismarı zamanı yaranan istilik və ya hətta ətraf mühitin temperaturundakı kiçik dəyişikliklər metal əsasın əhəmiyyətli dərəcədə istilik genişlənməsinə və büzülməsinə səbəb ola bilər. Məsələn, 1 metr uzunluğunda çuqun əsas temperatur 10℃ dəyişdikdə 100μm-ə qədər genişlənə və büzülə bilər. Bu cür ölçülü dəyişikliklər sınaq zondu ilə çip sancaqlarının uyğunsuzluğuna səbəb olur və nəticədə zəif təmasa səbəb olur və nəticədə sınaq məlumatlarının təhrif olunmasına səbəb olur.
Digər tərəfdən, metal əsasın sönmə performansı zəifdir və bu da avadanlığın işləməsi nəticəsində yaranan vibrasiya enerjisini tez bir zamanda istehlak etməyi çətinləşdirir. Yüksək tezlikli siqnal sınağı ssenarisində davamlı mikro-ossillyasiya çox miqdarda səs-küy yaradacaq və siqnal bütövlüyü sınağının səhvini 30%-dən çox artıracaq. Bundan əlavə, metal materiallar yüksək maqnit həssaslığına malikdir və sınaq avadanlığının elektromaqnit siqnalları ilə birləşməyə meyllidir, bu da dəqiq ölçmələrin dəqiqliyinə mane olan burulğan cərəyan itkilərinə və histerezis effektlərinə səbəb olur.
II. Qranit Əsaslarının "Sərt Möhkəmliyi"
Dəqiq ölçmə üçün təməl qoyan son dərəcə istilik sabitliyi
Qranit, kvars və feldispat kimi mineral kristalların ion və kovalent rabitələr vasitəsilə sıx birləşməsi ilə əmələ gəlir. Onun istilik genişlənmə əmsalı olduqca aşağıdır, yalnız 0,6-5 × 10⁻⁶/℃, bu da metal materialların genişlənməsinin təxminən 1/2-1/20-dir. Temperatur 10℃ dəyişsə belə, 1 metr uzunluğundakı qranit əsasının genişlənməsi və büzülməsi 50 nm-dən azdır və demək olar ki, "sıfır deformasiya"ya nail olur. Bu arada, qranitin istilik keçiriciliyi yalnız 2-3 Vt/(m · K) təşkil edir ki, bu da metalların istilik keçiriciliyinin 1/20-dən azdır. Bu, avadanlığın istilik keçiriciliyinin qarşısını effektiv şəkildə ala, əsasın səth temperaturunu vahid saxlaya və sınaq zondu ilə çipin həmişə sabit nisbi mövqedə qalmasını təmin edə bilər.
2. Super güclü vibrasiya yatırılması sabit bir sınaq mühiti yaradır
Qranitin içərisindəki unikal kristal qüsurları və dənəcik sərhədlərinin sürüşmə quruluşu ona güclü enerji yayma qabiliyyəti verir, 0,3-0,5-ə qədər sönmə nisbəti ilə, metal əsasın altı qatından çoxdur. Təcrübə məlumatları göstərir ki, 100Hz vibrasiya həyəcanı altında qranit əsasın vibrasiyanın azalma müddəti cəmi 0,1 saniyə, çuqun əsasınkı isə 0,8 saniyədir. Bu o deməkdir ki, qranit əsas avadanlıqların işə salınması və söndürülməsi, xarici təsirlər və s. nəticəsində yaranan vibrasiyaları dərhal basdıra və sınaq platformasının vibrasiya amplitudasını ±1μm daxilində idarə edə bilər və bu da nanoskal zondların yerləşdirilməsi üçün sabit bir zəmanət verir.
3. Təbii antimaqnit xüsusiyyətləri, elektromaqnit müdaxiləsini aradan qaldırır
Qranit, təxminən -10 ⁻⁵ maqnit həssaslığına malik diamaqnit materialdır. Daxili elektronlar kimyəvi rabitələr daxilində cüt-cüt mövcuddur və demək olar ki, heç vaxt xarici maqnit sahələri tərəfindən polyarlaşmır. 10 mT güclü maqnit sahəsi mühitində qranitin səthində induksiya olunmuş maqnit sahəsinin intensivliyi 0,001 mT-dən azdır, çuqun səthində isə 8 mT-dən çoxdur. Bu təbii antimaqnit xüsusiyyəti, IC sınaq avadanlığı üçün təmiz ölçmə mühiti yarada bilər və onu emalatxana mühərrikləri və RF siqnalları kimi xarici elektromaqnit müdaxilələrindən qoruyur. Xüsusilə kvant çipləri və yüksək dəqiqlikli ADC/DAC kimi elektromaqnit səs-küyə son dərəcə həssas olan sınaq ssenariləri üçün uyğundur.
Üçüncüsü, praktik tətbiq əlamətdar nəticələr əldə etmişdir
Çoxsaylı yarımkeçirici müəssisələrin təcrübələri qranit əsasların dəyərini tam şəkildə nümayiş etdirib. Dünya miqyasında məşhur olan yarımkeçirici sınaq avadanlığı istehsalçısı yüksək səviyyəli 5G çip sınaq platformasında qranit əsasını tətbiq etdikdən sonra heyrətamiz nəticələr əldə etdi: zond kartının yerləşdirmə dəqiqliyi ±5μm-dən ±1μm-ə qədər artdı, sınaq məlumatlarının standart sapması 70% azaldı və tək bir sınaqda səhv qiymətləndirmə nisbəti 0,5%-dən 0,03%-ə qədər əhəmiyyətli dərəcədə azaldı. Bu arada, vibrasiyanın yatırılması effekti diqqətəlayiqdir. Avadanlıq vibrasiyanın azalmasını gözləmədən sınaqdan başlaya bilər, tək bir sınaq dövrünü 20% qısaldır və illik istehsal gücünü 3 milyondan çox lövhə artırır. Bundan əlavə, qranit əsasın ömrü 10 ildən çoxdur və tez-tez təmir tələb etmir. Metal əsaslarla müqayisədə onun ümumi dəyəri 50%-dən çox azalır.
Dördüncüsü, sənaye trendlərinə uyğunlaşmaq və sınaq texnologiyasının təkmilləşdirilməsinə rəhbərlik etmək
Qabaqcıl qablaşdırma texnologiyalarının (məsələn, Chiplet) inkişafı və kvant hesablama çipləri kimi inkişaf etməkdə olan sahələrin yüksəlişi ilə, IC sınaqlarında cihaz performansına olan tələblər artmağa davam edəcək. Qranit əsaslar da daim yeniliklər edir və təkmilləşdirilir. Aşınma müqavimətini artırmaq üçün səth örtüyü emalı və ya aktiv vibrasiya kompensasiyası və digər texnoloji irəliləyişlərə nail olmaq üçün pyezoelektrik keramika ilə birləşdirilməklə daha dəqiq və ağıllı bir istiqamətə doğru irəliləyirlər. Gələcəkdə qranit əsas üstün performansı ilə yarımkeçirici sənayesinin texnoloji yeniliyini və "Çin çipləri"nin yüksək keyfiyyətli inkişafını qorumağa davam edəcəkdir.
Qranit əsas seçmək daha dəqiq, sabit və səmərəli IC sınaq həlli seçmək deməkdir. İstər mövcud qabaqcıl proses çip sınaqları, istərsə də gələcəkdə qabaqcıl texnologiyaların araşdırılması olsun, qranit əsas əvəzolunmaz və əhəmiyyətli rol oynayacaq.
Yayımlanma vaxtı: 15 may 2025