استفاده ازتکنيک هاي شبيه سازي اوتوماتاي سلولي درچگونگي پيشرف

در اين بخش مي‌توانيد در مورد متالورژي به بحث بپردازيد

مدیران انجمن: oweiys, شوراي نظارت

ارسال پست
Moderator
Moderator
نمایه کاربر
پست: 1639
تاریخ عضویت: چهار شنبه 8 مهر 1388, 11:15 pm
سپاس‌های ارسالی: 14709 بار
سپاس‌های دریافتی: 14970 بار

استفاده ازتکنيک هاي شبيه سازي اوتوماتاي سلولي درچگونگي پيشرف

پست توسط oweiys » پنج شنبه 4 خرداد 1391, 9:44 pm

استفاده ازتکنيک هاي شبيه سازي اوتوماتاي سلولي درچگونگي پيشرفت مراحل اِچينگ سيليکون

efficient process development for bulk silicon etching using cellular automata simolation technique))


[HR]
  : 

اچ کردن يا etching يکي از مراحل آماده سازي نمونه آزمايشگاهي در صنعت متالورژي است ، نمونه آلياژ را در محلولي از

اسيد رقيق و ضعيف فرو مي بريم تا مرز دانه ها بهتر نمايان شوند و نمونه براي مشاهده در زير ميکروسکوپ و انجام

مطالعه بر روي آن آماده شود ؛ حال قصد داريم در اين مقاله از تکنيک هاي اوتوماتاي سلولي در انجام محاسبات استفاده

نمايیم.


  : 

در اين مقاله استفاده از اوتوماتاي سلولي براي شبيه سازي عمل اچ کردن درتک کريستال سيليکون مورد بحث قرار مي

گيرد. در اين جا از محلولهاي خورنده شيميايي مختلفي براي اچ کردن استفاده مي کنيم ؛ نظير koh , TMAH و EDP که

بااعداد و ارقام به دست آمده مي توان مدلي هندسي از اين روند را به دست آورد ، اما بدون استفاده از اعداد و ارقام

محاسباتی ، به دست آوردن مدل سه بعدی هندسی چندان آسان نیست که درنتیجه منابع و وقت زيادي از ما مي گيرد

پس مناسب تر است که از شبيه سازي اوتاماتاي سلولي استفاده کنيم.

از اين شبيه سازي مي توان براي توليد دستگاه هاي MEMS يا همان سيستم هاي ميکروالکترو مکانيکي که مخلوطي از

حسگرهاي الکتريکي و مکانيکي هستند ؛ استفاده کرد که در اين صورت 50 درصد در وقت و 60 درصد در هزينه ها

صرفه جويي مي شود. در کل اوتوماتاي سلولي در شبيه سازي ها در ساختار بلوري يا همان کريستالي درعلوم فيزيکي

و متالورژي و پيرو آن ؛ کاربردشان در صنعت مورد توجه قرار گرفته است.


   

در هنگام اچ کردن و انجام آزمايش با توجه به درجه حرارت ، درجه هاي مختلفي هم به دست مي آيند ؛ توجه شود که به
دست آوردن مدلي هندسي نهايي بدين صورت همان طورکه گفته شد با توجه به از بین رفتن منابع و وقت ، غالبا مشکل
مي باشد ؛ تصاوير زير مربوط به نتايج اچ کردن در دماهاي مختلف است . ضريب تمرکز اچينگ تصوير سمت چپي 40 درصد

ثابت است و دما در نمودار سمت راست هم 60 درجه سانتيگراد ثابت است:

تصویر


IntelliSense (يکي از شکل هاي خود به خودي کامل شدن) شبيه سازي استفاده از عمل اچ کردن را براي ما ساده

نموده ، بدين گونه که اين شبيه سازي انجام محاسبات لازم براي اندازه گيري ها مي کاهد. نام تجاري اين شبيه سازي

که در دستگاههاي MEMS به کار مي رود AnisE مي باشد.

AnisE پيشرفته از مدل اوتوماتاي سلولي استفاده مي کند ؛ اساس مدل AnisE بر پايه گسستگي دامنه سلول ها يا

تکرار متوالي اجزا مي باشد.

اين مدل به دقت مي تواند در سطح و مقياس اتمي ، اچ شدن سيليکون را نمايش دهد.

در شکل زير يک کريستال (ساختار بلوري سيليکون ) را مشاهده مي فرماييد:

 تصویر 
تغيير در ساختار پس از عمل اچ کردن ، بر اساس همين ساختار بلوري شکل مي گيرد.

مدل اوتاماتي سلولي به سه عامل بستگي دارد:

ساختار شبکه بلوري سلول ها

واحد هاي حساس سلول ها

تاثير سلول همسايه

تعيين نقش واحد سلول در ساختار سلولي

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

سه ساختار بلوري (110) ، (111) و (100) را در نظر بگيريد ،

مثلا در شکل پایین تصویر اولی مربوط به ساختار (111) به همراه شکل شماتیک اچینگ را مشاهده مي فرماييد:

 تصویر 
هرکدام از اين سه ساختار با توجه به تفاوت نحوه قرار گرفتن اتم ها در آن ها ، پس از اچ کردن رفتار مختلفي از خود نشان مي دهند.

مثلا همان طور که در تصویر بالا هم پیداست ؛ بعد از اچ کردن در (111) دو سلول مجاور مجبور به حرکت می شوند....

حال به سراغ کاربرد عملی برویم ؛ برای این که شبیه ساز AnisE ما به خوبی کار کند و شبیه سازی کاملی داشته

باشیم باید به داده های صحیح را به برنامه بدهیم ؛

نوع اچینگ ما (KOH - TMAH - EDP )

دمای اچینگ

زمان اچینگ و ....

در شکل زیر تصویری از کارکرد AnsiE را ملاحظه می کنید:

 تصویر 
تصاوير زير نشان دهنده عمليات با 40 درصد و 100 پيشرفت به همراه شبيه سازي نمونه :

 تصویر 
همان طور که مشاهده شد با این مدل سازی از سیلیکون می توان در مدت کوتاهی نتایج را به صورت سه بعدی در رایانه

محاسبه کرد که بدین ترتیب 60 درصد در هزینه ها و 50 درصد در وقت صرفه جویی کرد.


منابع :

مقاله : efficient process development for bulk silicon etching using cellular automata simolation technique

لينك مقاله :

[لینک خارجی برای کاربران مهمان مخفی است، لطفا برای مشاهده لینک ثبت نام نموده و یا وارد سایت شوید]

ترجمه شده توسط گروه متالورژي سنترال
(خدمتي ديگر از اين گروه متعهد)

 [لینک خارجی برای کاربران مهمان مخفی است، لطفا برای مشاهده لینک ثبت نام نموده و یا وارد سایت شوید]
شماره هشتم [COLOR=#000000]- اردیبهشت ماه 1391  
__________________________________

السلام عليك يا علي ابن موسي الرضا المرتضي (ع)

ارسال پست

بازگشت به “متالورژي”