کاهش عیوب میکروپردازنده های کاربردی در ساخت سلول خورشیدی

به گزارش خبرگزاری  مهر به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دکتر حمید اکبری معیر دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «ساخت و بررسی خواص نانومکانیکی ذرات ساینده هسته/ پوسته مورد استفاده در فرآیند مسطح سازی مکانیکی-شیمیایی (CMP)» گفت: با توجه به خواص منحصر به فرد ذرات هسته/ پوسته و اینکه می توان مزایای مختلفی را بطور همزمان در یک ساختار بدست آورد، این پروژه را اجرایی کردیم.

وی افزود: این ساختارها کاربردهای متنوعی از جمله کاتالیست ها، سلول های خورشیدی، زیست فناوری و دارورسانی دارند. چنین ساختارهایی هم از لحاظ علمی و هم از لحاظ فناوری جذاب هستند و چون خواص آنها با خواص هسته و پوسته متفاوت است و با انتخاب مناسب اجزاء می توان مزایای مختلفی را در یک ساختار تجمیع کرد. 

به گفته اکبری معیر با توجه به خواص مکانیکی منحصر به فرد ذرات هسته/ پوسته متشکل از هسته پلیمری و پوسته سرامیکی، استفاده از آنها به عنوان ساینده در فرآیند مسطح سازی مکانیکی-شیمیایی (CMP) باعث کاهش نقاط تمرکز تنش روی سطح و متعاقبا کاهش عیوب سطحی ویفر می شود. 

وی تاکید کرد: به منظور دستیابی به کارایی بالا در میکروپردازنده ها و ادوات جدید ذخیره سازی اطلاعات، مسطح سازی سطوح یکی از مهمترین مراحل فرآوری نیمه هادی ها است. با توجه به کاهش ابعاد ادوات الکترونیکی، علاوه بر مسطح بودن سطوح، صیقلی بودن و بدون عیب بودن آن ها نیز بسیار حائز اهمیت است. فرآیند CMP فرآیندی است که همزمان بطور شیمیایی و مکانیکی از سطح باربرداری می کند و سطح نهایی مسطح و صیقلی شکلی بدست می آید.  

این محقق با بیان اینکه یکی از پارامترهای موثر در این فرآیند ذرات ساینده هستند، گفت: بطور متداول از ذرات سرامیکی برای این منظور استفاده می شود ولی ذرات هسته/ پوسته کارایی بهتری نسبت به این ذرات دارند.  

وی ادامه داد: وجود هسته آلی در این ساختار منجر به قابلیت تراکم پذیری تحت نیروی اعمالی می شود که به اثر بالشی معروف است. هسته پلیمری بدلیل انعطاف پذیری بیشتر، در اثر اعمال نیروی خارجی به راحتی تغییر شکل الاستیک پیدا کرده و شکلش را منطبق با پستی و بلندی های سطحی می‌کند، در نتیجه نقاط تمرکز تنش کمتر شده و امکان ایجاد عیوب سطحی کاهش می یابد. 

اکبری معیر با اشاره به روند کار گفت: ابتدا ذرات پلی استایرن به روش پلیمریزاسیون امولسیونی بدون صابون و در ادامه ذرات هسته/ پوسته متشکل از ذرات پلی استایرن به عنوان هسته و لایه سیلیکا به عنوان پوسته بر پایه روش اشتوبر سنتز شد و در بخش دوم خواص نانومکانیکی ذرات مورد بررسی قرار گرفت. 

وی اضافه کرد: در بخش سوم با انجام شبیه‌سازی به روش دینامیک مولکولی، نانوذرات تحت بارگذاری قرار گرفته و رفتار مکانیکی آنها مطالعه شد. 

این محقق با اشاره به نتایج این پروژه گفت: با توجه به اینکه این پژوهش با استفاده از دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام شد، چالش هایی در مرحله اندازه گیری و محاسبه خواص نانومکانیکی وجود داشت که ایده هایی به منظور کاربری راحت تر و سریعتر دستگاه در این حالت کاری پیشنهاد شد. کاربرد این ذرات در صنایع نیمه هادی است و با صنایع مرتبط صحبت هایی انجام شده است.

به گزارش مهر، استاد راهنمای این پروژه دکتر مالک نادری عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.