کاروتک

تکنولوژی و علمی

تلویزیون و سینما

تلویزیون کاروتک

با مرور شایعاتی که در ماه‌های اخیر درمورد آیپدهای آینده اپل منتشر شده‌اند، به این نتیجه خواهیم رسید که احتمالا این شرکت قصد دارد تا در سال 2024 اولین نسل از این دستگاه‌های دوست‌داشتنی مجهزبه نمایشگرهای اولد را به بازار عرضه کند.

شرکت اپل در تولید این نمایشگرها قصد دارد تا از تکنیکی به‌ اسم حکاکی خشک یا همان dry etching استفاده کند تا مطمئن شود نمایشگر آیپدهای جدیدش تا حد ممکن نازک می‌مانند. متاسفانه این فرایند شاید در ظاهر دستگاه تاثیر مثبتی داشته باشد، اما درنهایت باعث افزایش قیمت آن‌ها خواهد شد.

اگر بخواهیم که به این شایعات منتشر شده درمورد آیپد پرو اولد اعتماد کنیم، احتمالا سامسونگ تنها تولیدکننده چنین نمایشگرهایی برای اپل خواهد بود. درواقع، سامسونگ تنها شرکتی است که چنین فناوری‌هایی را دراختیار دارد که می‌تواند با استفاده از آن‌ها تعداد بسیار زیادی از نمایشگرهای گفته شده را تولید کند. این شرکت در گذشته همکاری‌های خوبی را با اپل داشته و برای مثال، پنل‌های اولد را برای آیفون‌های سری 12 و 13 تولید می‌کند.

این حکاکی خشک به‌هیچ عنوان چیز جدیدی نیست. اداره ثبت اختراعات ایالات متحده آمریکا در سال 2004 پتنتی را برای دستگاه حکاکی خشک سامسونگ ثبت کرده است. این پتنت می‌تواند احتمال همکاری مجدد سامسونگ و اپل را برای تولید نمایشگرهای مخصوص آیپدها افزایش دهد.

در این پتنت یک محفظه خلا توصیف شده است که در آن حکاکی انجام می‌شود. در این پتنت همچنین یک chuck که بستر را نگه می‌دارد و بخش دیگری به نام صفحه بافل هم chuck را محصور و محصولات مورد استفاده برای حک را تخلیه می‌کند. درحال‌حاضر هیچ اطلاعاتی درمورد اینکه آیا سامسونگ هنوز از این دستگاه استفاده می‌کند یا خیر، دراختیار نداریم، اما به‌دلیل وجود پلاسما و محفظه‌های خلا در طول فرایند، حکاکی خشک ضروری است.

انواع حکاکی

سامسونگ اعتقاد دارد که فرایند انجام حکاکی مرطوب بسیار ارزان‌تر، سریع‌تر و ساده‌تر است. ویفرهای حکاکی خشک دقیق‌تر و کمتر مستعد آلودگی هستند، اما از طرفی دیگر قیمتی بیشتر و پیچیدگی بیشتری را دارند. بنابراین، اگر سامسونگ از این روش برای تولید نمایشگرهای اولد استفاده کند، این امکان وجود دارد تا شاهد افزایش قیمت آیپدهای تولید شده توسط اپل باشیم.

حکاکی به فرایندی گفته می‌شود که مواد ناخواسته را از ویفر که به‌عنوان برش یا لایه نیز شناخته می‌شود، حذف می‌کند. ویفرها از مواد نیمه‌هادی مانند سیلیکون کریستالی ساخته می‌شوند و در ساخت تراشه‌ها و سلول‌های خورشیدی کاربرد دارند.

حکاکی خشک از موارد شیمیایی گازی یا پلاسما برای حذف از ویفرها استفاده می‌کند و از طرفی دیگر هم در طول فرایند حکاکی مرطوب مواد شیمیایی مانند حلال‌ها و اسیدها کاربرد دارند. هر دو روش گفته شده دارای مزایا و معایب خاص خود هستند که بنابر آن و نیازهای محصول خود باید یکی را انتخاب کنیم.

حکاکی مرطوب

ویفر موردنظر ما بسته‌به جنسی که دارد، در طول فرایند حکاکی مرطوب در مواد شیمیایی خاصی غوطه‌ور می‌شود. به‌عنوان مثال، اسید هیدروفلوئوریک بافر معمولا گزینه بسیار مناسبی برای استفاده با ویفرهای سیلیکونی است.

درست مانند هر فرایند تولیدی، این کار هم زباله‌ها و آلودگی‌های خاص خودش را دارد. اسید هیدروفلوئوریک و مواد حل شده در آب باید با استفاده از روش‌های مناسبی دفع شوند تا از آلودگی محیط زیست و مخصوصا آب جلوگیری شود. علاوه‌براین، حلال گفته شده ممکن است بیش‌ازحد ایده‌آل مواد را از روی ویفرها پاک کند.

 

 

در جدولی که در بالا مشاهده می‌کنید، عبارت Etching beneath PR که در زیر حکاکی مرطوب دیده می‌شود، به مقاومت نوری اشاره دارد. مقاومت نوری ماده‌ای است که در طول لیتوگرافی عکاسی، خواس خود را تغییر می‌دهد. درنتیجه مدارهای پیچیده روی ترانزیستور لایه نازک یا همان TFT به‌وجود می‌آید که خود نمایشگر روی آن اعمال شده است.

سامسونگ و سایر تولیدکنندگان نمایشگر از فرایند حکاکی مرطوب برای تولید نمایشگرهای اولد مخصوص آیفون‌های اپل استفاده می‌کنند.

حکاکی خشک

یکی از روش‌های نسبتا خوب برای تولید نمایشگرها، حکاکی خشک است که دقتی بیشتر دارد و می‌تواند مواد زیر لایه را به اشکال مختلفی درمقایسه‌با حکاکی مرطوب، حذف کند. حکاکی خشک معمولا در فرایندهای یکپارچه‌سازی در مقیاس بزرگ یا همان VLSI که تراشه‌ها را تولید می‌کند، استفاده می‌شود.

روش‌های کمی برای انجام حکاکی خشک وجود دارد که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به شعاعی همسانگرد، حکاکی یونی واکنشی، حکاکی با پاشش و آسیاب یونی اشاره کرد. پیچیدگی‌های هر یک از این روش‌ها از حوصله این مقاله خارج است و براساس نحوه حذف مواد نیمه‌رسانا از ویفر، تفاوت دارد.

 

 

همه انواع فرایند‌های حکاکی خشک از پلاسما استفاده می‌کنند و به همین دلیل است که حکاکی خشک اغلب به‌عنوان حکاکی پلاسما نیز شناخته می‌شود. آسیاب یونی و حکاکی با پاشش از پرتوی یون برای بیرون ریختن یا تبخیر فیزیکی مواد استفاده می‌کنند.

مقاله منتشر شده توسط سامسونگ به‌صورتی کامل و خوب حکاکی خشک را توصیف می‌کند. در این مقاله آمده، حکاکی خشک جایی است که گاز به محفظه خلا حاوی ویفرها تزریق می‌شود و برای تبدیل شده به پلاسما انرژی موردنیازش را دریافت می‌کند. پس از انجام این فرایند، یون‌هایی که انرژی جنبشی بالایی را به‌دست می‌آورند، به ویفر تابانده می‌شوند تا مواد نیمه هادی را حذف کنند.

در هر دو این فرایندهای حک گفته شده، لایه مقاوم دربرابر نور به‌عنوان لایه محافظ برای الگو مدار عمل می‌کند. پس از حک کردن، تنها لایه‌هایی که با مواد مقاوم دربرابر نور پوشانده شده‌اند تا به‌عنوان مدار مورد استفاده قرار گیرند، روی بستر شیشه‌ای باقی خواهند ماند و تمام موارد دیگر حذف می‌شوند.

تولید

درحالی‌که حکاکی خشک چیز جدیدی نیست، اما درحال‌حاضر زیاد مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و شرکت‌ها سعی می‌کنند تا از همان فناوری حکاکی مرطوب بیشترین بهره را ببرند. در سال 2021 بود که جرالد یین، رئیس شرکت چینی تجهیزات نیمه‌هادی AMEC، گفت که تجهیزات حکاکی خشک این شرکت در تولید تراشه‌های 5 نانومتری مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

AMEC مشتری اصلی تراشه‌های تولید شده توسط این شرکت را هیچ‌گاه اعلام نکرد، اما در آن زمان تنها شرکت‌هایی که توانایی تولید تراشه‌های 5 نانومتری را داشتند، سامسونگ و TSMC بودند. با مطالعه تاریخچه این دو شرکت، متوجه خواهیم شد که آن‌ها رقابتی تنگاتنگ را بایکدیگر برای تصاحب بازار تولید تراشه‌های اپل دارند. در ماه ژوئن سال جاری میلادی بود که شرکت TSMC آگهی را برای یک مدیر مهندسی فرایند حکاکی خشک در کارخانه تولید تراشه‌های 5 نانومتری خود در آریزونا منتشر کرد.

پتنت‌های ثبت شده توسط سامسونگ به ما می‌گویند که دستگاه حکاکی خشک با استفاده از پلاسما برای ساخت مدارهایی با عرض 0.15 میکرومتر یا کمتر مناسب خواهد بود. این شرکت همچنین در مقاله‌هایی که بعدتر منتشر کرد، گفت که استفاده از فرایند حکاکی خشک یکی از بهترین روش‌ها برای تولید نمایشگرهایی با وضوح بالا است.

زنجیره تامین اپل احتمالا به استفاده از فرایند مرطوب برای تولید نمایشگرهای آیفون‌ها و اپل واچ ادامه خواهند داد. حکاکی خشک روش ارزان‌تری است که نمایشگری سبک‌تر از یک نمایشگر LED و همراه‌با کیفیتی بالاتر و قیمتی نسبتا پایین‌تر تولید می‌کند.

با استفاده از فرایند حکاکی خشک ما به محصولاتی بهتر با نمایشگرهای اولد بزرگ‌تری خواهیم رسید. این فرایند هزینه بیشتری را به‌همراه دارد، اما دقت نمایشگر به‌دست آمده که یکی از اصلی‌ترین فاکتورها برای دستگاه‌های بزرگ است، بیشتر خواهد بود.