سیمی کنڈکٹر کی صنعت کی ترقی کے عمل میں، پالش سنگل کرسٹلسلکان ویفرزایک اہم کردار ادا کریں. وہ مختلف مائیکرو الیکٹرانک آلات کی تیاری کے لیے بنیادی مواد کے طور پر کام کرتے ہیں۔ پیچیدہ اور درست مربوط سرکٹس سے لے کر تیز رفتار مائکرو پروسیسرز اور ملٹی فنکشنل سینسر تک، پالش شدہ سنگل کرسٹلسلکان ویفرزضروری ہیں. ان کی کارکردگی اور تصریحات میں فرق براہ راست حتمی مصنوعات کے معیار اور کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ ذیل میں پالش سنگل کرسٹل سلکان ویفرز کی عام وضاحتیں اور پیرامیٹرز ہیں:

قطر: سیمی کنڈکٹر سنگل کرسٹل سلکان ویفرز کا سائز ان کے قطر سے ماپا جاتا ہے، اور وہ مختلف خصوصیات میں آتے ہیں۔ عام قطر میں 2 انچ (50.8 ملی میٹر)، 3 انچ (76.2 ملی میٹر)، 4 انچ (100 ملی میٹر)، 5 انچ (125 ملی میٹر)، 6 انچ (150 ملی میٹر)، 8 انچ (200 ملی میٹر)، 12 انچ (300 ملی میٹر) اور 18 انچ (450 ملی میٹر) شامل ہیں۔ مختلف قطر مختلف پیداواری ضروریات اور عمل کی ضروریات کے لیے موزوں ہیں۔ مثال کے طور پر، چھوٹے قطر کے ویفرز عام طور پر خاص، چھوٹے حجم والے مائیکرو الیکٹرانک آلات کے لیے استعمال ہوتے ہیں، جب کہ بڑے قطر کے ویفرز بڑے پیمانے پر مربوط سرکٹ مینوفیکچرنگ میں اعلیٰ پیداواری کارکردگی اور لاگت کے فوائد کو ظاہر کرتے ہیں۔ سطح کی ضروریات کو سنگل سائیڈ پالش (SSP) اور ڈبل سائیڈ پالش (DSP) کے طور پر درجہ بندی کیا گیا ہے۔ سنگل سائیڈ پالش ویفرز ایسے آلات کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں جن کے لیے ایک طرف زیادہ چپٹا پن درکار ہوتا ہے، جیسے کہ بعض سینسر۔ ڈبل سائیڈ پالش ویفرز عام طور پر انٹیگریٹڈ سرکٹس اور دیگر مصنوعات کے لیے استعمال ہوتے ہیں جن کے لیے دونوں سطحوں پر زیادہ درستگی کی ضرورت ہوتی ہے۔ سطح کی ضرورت (ختم): سنگل سائیڈ پالش ایس ایس پی / ڈبل سائیڈ پالش ڈی ایس پی۔

Type/Dopant: (1) N-type Semiconductor: جب کچھ ناپاک ایٹموں کو اندرونی سیمی کنڈکٹر میں داخل کیا جاتا ہے، تو وہ اس کی چالکتا کو بدل دیتے ہیں۔ مثال کے طور پر، جب نائٹروجن (N)، فاسفورس (P)، سنکھیا (As)، یا antimony (Sb) جیسے پینٹا ویلنٹ عناصر کو شامل کیا جاتا ہے، تو ان کے والینس الیکٹران آس پاس کے سلیکون ایٹموں کے والینس الیکٹران کے ساتھ ہم آہنگی بانڈ بناتے ہیں، جس سے ایک اضافی الیکٹران کوولینٹ بانڈ کا پابند نہیں ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں سوراخ کے ارتکاز سے زیادہ الیکٹران کا ارتکاز ہوتا ہے، جو ایک N-قسم کا سیمی کنڈکٹر بنتا ہے، جسے الیکٹران قسم کا سیمی کنڈکٹر بھی کہا جاتا ہے۔ این قسم کے سیمی کنڈکٹرز ایسے آلات کی تیاری میں اہم ہیں جن کے لیے الیکٹران کی ضرورت ہوتی ہے بطور اہم چارج کیریئر، جیسے کہ بعض پاور ڈیوائسز۔ (2) P قسم کا سیمی کنڈکٹر: جب بوران (B)، گیلیم (Ga)، یا indium (In) جیسے ناپاک ناپاک عناصر کو سلیکون سیمی کنڈکٹر میں داخل کیا جاتا ہے، تو ناپاک ایٹموں کے والینس الیکٹران آس پاس کے سلیکون ایٹموں کے ساتھ covalent بانڈز بناتے ہیں، لیکن ان میں کم از کم ایک کی کمی ہوتی ہے اور ان میں کم از کم ایک کی کمی ہوتی ہے اور مکمل طور پر الیکٹرو ویلنس نہیں بن سکتا۔ یہ الیکٹران کے ارتکاز سے زیادہ سوراخ کے ارتکاز کی طرف لے جاتا ہے، جو ایک P قسم کا سیمی کنڈکٹر بناتا ہے، جسے ہول ٹائپ سیمی کنڈکٹر بھی کہا جاتا ہے۔ پی قسم کے سیمی کنڈکٹرز آلات کی تیاری میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں جہاں سوراخ مرکزی چارج کیریئر کے طور پر کام کرتے ہیں، جیسے ڈایڈس اور بعض ٹرانزسٹر۔

مزاحمیت: مزاحمیت ایک اہم جسمانی مقدار ہے جو پالش سنگل کرسٹل سلکان ویفرز کی برقی چالکتا کی پیمائش کرتی ہے۔ اس کی قدر مواد کی conductive کارکردگی کی عکاسی کرتا ہے. مزاحمت جتنی کم ہوگی، سلکان ویفر کی چالکتا اتنی ہی بہتر ہوگی۔ اس کے برعکس، مزاحمت جتنی زیادہ ہوگی، چالکتا بھی اتنی ہی غریب ہوگی۔ سلیکون ویفرز کی مزاحمت کا تعین ان کی موروثی مادی خصوصیات سے ہوتا ہے، اور درجہ حرارت کا بھی ایک اہم اثر ہوتا ہے۔ عام طور پر، سلکان ویفرز کی مزاحمتی صلاحیت درجہ حرارت کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ عملی ایپلی کیشنز میں، مختلف مائیکرو الیکٹرانک آلات میں سلیکون ویفرز کے لیے مختلف مزاحمتی تقاضے ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، انٹیگریٹڈ سرکٹ مینوفیکچرنگ میں استعمال ہونے والے ویفرز کو مستحکم اور قابل اعتماد ڈیوائس کی کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے مزاحمت کے عین مطابق کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔

واقفیت: ویفر کی کرسٹل واقفیت سلکان جالی کی کرسٹللوگرافک سمت کی نمائندگی کرتی ہے، جو عام طور پر ملر انڈیکس جیسے (100)، (110)، (111) وغیرہ کے ذریعہ بتائی جاتی ہے۔ مختلف کرسٹل واقفیت میں مختلف جسمانی خصوصیات ہوتی ہیں، جیسے لکیر کی کثافت، جو اورینٹیشن کی بنیاد پر مختلف ہوتی ہے۔ یہ فرق بعد میں پروسیسنگ کے مراحل میں ویفر کی کارکردگی اور مائیکرو الیکٹرانک آلات کی حتمی کارکردگی کو متاثر کر سکتا ہے۔ مینوفیکچرنگ کے عمل میں، مختلف ڈیوائس کی ضروریات کے لیے مناسب سمت کے ساتھ سلکان ویفر کا انتخاب آلہ کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے، پیداوار کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے، اور مصنوعات کے معیار کو بڑھا سکتا ہے۔

فلیٹ/نوچ: سیلیکون ویفر کے فریم پر فلیٹ ایج (فلیٹ) یا وی-نوچ (نوچ) کرسٹل اورینٹیشن الائنمنٹ میں اہم کردار ادا کرتا ہے اور ویفر کی تیاری اور پروسیسنگ میں ایک اہم شناخت کنندہ ہے۔ مختلف قطروں کے ویفرز فلیٹ یا نشان کی لمبائی کے لیے مختلف معیارات کے مطابق ہوتے ہیں۔ سیدھ کے کناروں کو پرائمری فلیٹ اور سیکنڈری فلیٹ میں درجہ بندی کیا گیا ہے۔ بنیادی فلیٹ بنیادی طور پر ویفر کی بنیادی کرسٹل واقفیت اور پروسیسنگ حوالہ کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جبکہ ثانوی فلیٹ درست سیدھ اور پروسیسنگ میں مزید مدد کرتا ہے، پوری پیداوار لائن میں ویفر کے درست آپریشن اور مستقل مزاجی کو یقینی بناتا ہے۔

موٹائی: ایک ویفر کی موٹائی عام طور پر مائکرو میٹرز (μm) میں بیان کی جاتی ہے، جس کی عام موٹائی 100μm اور 1000μm کے درمیان ہوتی ہے۔ مختلف موٹائی کے ویفرز مختلف قسم کے مائیکرو الیکٹرانک آلات کے لیے موزوں ہیں۔ پتلی ویفرز (مثلاً، 100μm – 300μm) اکثر چپ کی تیاری کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں جس کے لیے موٹائی پر سخت کنٹرول، چپ کے سائز اور وزن کو کم کرنے اور انضمام کی کثافت کو بڑھانے کی ضرورت ہوتی ہے۔ موٹے ویفرز (مثلاً، 500μm - 1000μm) بڑے پیمانے پر ایسے آلات میں استعمال ہوتے ہیں جن کو آپریشن کے دوران استحکام کو یقینی بنانے کے لیے اعلیٰ مکینیکل طاقت، جیسے پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کی ضرورت ہوتی ہے۔

سطح کا کھردرا پن: سطح کا کھردرا پن ویفر کے معیار کو جانچنے کے لیے کلیدی پیرامیٹرز میں سے ایک ہے، کیونکہ یہ ویفر اور اس کے بعد جمع ہونے والے پتلی فلم کے مواد کے درمیان چپکنے کے ساتھ ساتھ آلے کی برقی کارکردگی کو بھی متاثر کرتا ہے۔ اسے عام طور پر روٹ میڈین مربع (RMS) کھردری (nm میں) کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ نچلی سطح کی کھردری کا مطلب ہے کہ ویفر کی سطح ہموار ہے، جو الیکٹران کے بکھرنے جیسے مظاہر کو کم کرنے میں مدد کرتی ہے اور آلے کی کارکردگی اور قابل اعتماد کو بہتر بناتی ہے۔ اعلی درجے کے سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل میں، سطح کی کھردری کی ضروریات تیزی سے سخت ہوتی جا رہی ہیں، خاص طور پر اعلیٰ درجے کے مربوط سرکٹ مینوفیکچرنگ کے لیے، جہاں سطح کی کھردری کو چند نینو میٹر یا اس سے بھی کم تک کنٹرول کیا جانا چاہیے۔

کُل موٹائی کا تغیر (TTV): کل موٹائی کی تبدیلی سے مراد ویفر کی سطح پر ایک سے زیادہ پوائنٹس پر ماپا جانے والی زیادہ سے زیادہ اور کم سے کم موٹائی کے درمیان فرق ہے، جسے عام طور پر μm میں ظاہر کیا جاتا ہے۔ ایک اعلی TTV فوٹو لیتھوگرافی اور اینچنگ جیسے عمل میں انحراف کا باعث بن سکتا ہے، جو آلہ کی کارکردگی کی مستقل مزاجی اور پیداوار کو متاثر کرتا ہے۔ لہذا، ویفر مینوفیکچرنگ کے دوران TTV کو کنٹرول کرنا پروڈکٹ کے معیار کو یقینی بنانے میں ایک اہم قدم ہے۔ اعلی درستگی والے مائیکرو الیکٹرانک ڈیوائس مینوفیکچرنگ کے لیے، TTV کا عام طور پر چند مائکرو میٹر کے اندر ہونا ضروری ہے۔

دخش: دخش سے مراد ویفر سطح اور مثالی فلیٹ جہاز کے درمیان انحراف ہے، جو عام طور پر μm میں ماپا جاتا ہے۔ ضرورت سے زیادہ جھکنے والے ویفرز بعد کی پروسیسنگ کے دوران ٹوٹ سکتے ہیں یا غیر مساوی تناؤ کا تجربہ کر سکتے ہیں، جس سے پیداوار کی کارکردگی اور مصنوعات کے معیار کو متاثر ہوتا ہے۔ خاص طور پر ایسے عمل میں جن کے لیے زیادہ چپٹی پن کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ فوٹو لیتھوگرافی، فوٹو لیتھوگرافک پیٹرن کی درستگی اور مستقل مزاجی کو یقینی بنانے کے لیے جھکنے کو ایک مخصوص حد کے اندر کنٹرول کیا جانا چاہیے۔

وارپ: وارپ ویفر کی سطح اور مثالی کروی شکل کے درمیان انحراف کی نشاندہی کرتا ہے، جسے μm میں بھی ماپا جاتا ہے۔ کمان کی طرح، وارپ ویفر کے چپٹے پن کا ایک اہم اشارہ ہے۔ ضرورت سے زیادہ وارپ نہ صرف پروسیسنگ آلات میں ویفر کی جگہ کی درستگی کو متاثر کرتی ہے بلکہ یہ چپ پیکیجنگ کے عمل کے دوران مسائل کا سبب بھی بن سکتی ہے، جیسے چپ اور پیکیجنگ میٹریل کے درمیان ناقص بانڈنگ، جس کے نتیجے میں ڈیوائس کی وشوسنییتا متاثر ہوتی ہے۔ اعلی درجے کی سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں، چپ کی تیاری اور پیکیجنگ کے جدید عمل کے تقاضوں کو پورا کرنے کے لیے وارپ کی ضروریات زیادہ سخت ہوتی جا رہی ہیں۔

ایج پروفائل: ویفر کا ایج پروفائل اس کے بعد کی پروسیسنگ اور ہینڈلنگ کے لیے اہم ہے۔ یہ عام طور پر Edge Exclusion Zone (EEZ) کی طرف سے مخصوص کیا جاتا ہے، جو ویفر ایج سے فاصلے کی وضاحت کرتا ہے جہاں کسی پروسیسنگ کی اجازت نہیں ہے۔ ایک مناسب طریقے سے ڈیزائن کیا گیا ایج پروفائل اور عین مطابق EEZ کنٹرول پروسیسنگ کے دوران کنارے کے نقائص، تناؤ کے ارتکاز اور دیگر مسائل سے بچنے میں مدد کرتا ہے، مجموعی ویفر کے معیار اور پیداوار کو بہتر بناتا ہے۔ کچھ اعلی درجے کی مینوفیکچرنگ کے عمل میں، کنارے کی پروفائل کی درستگی کو ذیلی مائکرون سطح پر ہونا ضروری ہے۔

پارٹیکل کاؤنٹ: ویفر کی سطح پر ذرات کی تعداد اور سائز کی تقسیم مائیکرو الیکٹرانک آلات کی کارکردگی کو نمایاں طور پر متاثر کرتی ہے۔ ضرورت سے زیادہ یا بڑے ذرات ڈیوائس کی ناکامی کا باعث بن سکتے ہیں، جیسے شارٹ سرکٹ یا رساو، پروڈکٹ کی پیداوار کو کم کرنا۔ لہذا، ذرہ کی گنتی عام طور پر فی یونٹ رقبہ کے ذرات کی گنتی سے ماپا جاتا ہے، جیسے 0.3μm سے بڑے ذرات کی تعداد۔ ویفر مینوفیکچرنگ کے دوران ذرات کی گنتی پر سخت کنٹرول مصنوعات کے معیار کو یقینی بنانے کے لیے ایک ضروری اقدام ہے۔ صفائی کی جدید ٹیکنالوجیز اور صاف پیداواری ماحول کا استعمال ویفر کی سطح پر ذرات کی آلودگی کو کم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔

متعلقہ پیداوار

سنگل کرسٹل سلکان ویفر سی سبسٹریٹ قسم N/P اختیاری سلکان کاربائیڈ ویفر

ایف زیڈ سی زیڈ سی ویفر اسٹاک میں 12 انچ سلکان ویفر پرائم یا ٹیسٹ