SiO₂ Quartz Wafer Quartz Wafers SiO₂ MEMS درجہ حرارت 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″
تفصیلی خاکہ
تعارف
کوارٹز ویفرز الیکٹرانکس، سیمی کنڈکٹر اور آپٹکس کی صنعتوں کو آگے بڑھانے میں ایک ناگزیر کردار ادا کرتے ہیں۔ آپ کے GPS کی رہنمائی کرنے والے اسمارٹ فونز میں پائے جاتے ہیں، جو 5G نیٹ ورکس کو طاقت دینے والے ہائی فریکوئنسی بیس اسٹیشنوں میں سرایت کرتے ہیں، اور اگلی نسل کے مائیکرو چپس بنانے والے ٹولز میں ضم ہوتے ہیں، کوارٹز ویفرز ضروری ہیں۔ یہ اعلی پاکیزگی والے ذیلی ذخیرے کوانٹم کمپیوٹنگ سے لے کر جدید فوٹوونکس تک ہر چیز میں اختراعات کو قابل بناتے ہیں۔ زمین کے سب سے زیادہ پرچر معدنیات میں سے ایک سے اخذ ہونے کے باوجود، کوارٹج ویفرز کو درستگی اور کارکردگی کے غیر معمولی معیارات کے مطابق بنایا گیا ہے۔
کوارٹج ویفرز کیا ہیں؟
کوارٹج ویفرز پتلی، سرکلر ڈسکیں ہیں جو الٹرا خالص مصنوعی کوارٹج کرسٹل سے بنائی گئی ہیں۔ 2 سے 12 انچ تک کے معیاری قطر میں دستیاب ہے، کوارٹج ویفرز کی موٹائی عام طور پر 0.5 ملی میٹر سے 6 ملی میٹر تک ہوتی ہے۔ قدرتی کوارٹز کے برعکس، جو بے قاعدہ پرزمیٹک کرسٹل بناتا ہے، مصنوعی کوارٹج کو سختی سے کنٹرول شدہ لیب کے حالات میں اگایا جاتا ہے، جس سے یکساں کرسٹل ڈھانچے تیار ہوتے ہیں۔
کوارٹج ویفرز کی موروثی کرسٹل پن بے مثال کیمیائی مزاحمت، نظری شفافیت، اور اعلی درجہ حرارت اور مکینیکل تناؤ میں استحکام فراہم کرتی ہے۔ یہ خصوصیات کوارٹز ویفرز کو ڈیٹا ٹرانسمیشن، سینسنگ، کمپیوٹیشن، اور لیزر پر مبنی ٹیکنالوجیز میں استعمال ہونے والے درست آلات کے لیے ایک بنیادی جزو بناتی ہیں۔
کوارٹج ویفر نردجیکرن
| کوارٹج کی قسم | 4 | 6 | 8 | 12 |
|---|---|---|---|---|
| سائز | ||||
| قطر (انچ) | 4 | 6 | 8 | 12 |
| موٹائی (ملی میٹر) | 0.05–2 | 0.25–5 | 0.3–5 | 0.4–5 |
| قطر رواداری (انچ) | ±0.1 | ±0.1 | ±0.1 | ±0.1 |
| موٹائی رواداری (ملی میٹر) | مرضی کے مطابق | مرضی کے مطابق | مرضی کے مطابق | مرضی کے مطابق |
| آپٹیکل پراپرٹیز | ||||
| ریفریکٹیو انڈیکس @365 nm | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
| ریفریکٹیو انڈیکس @546.1 nm | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
| ریفریکٹیو انڈیکس @1014 nm | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
| اندرونی ترسیل (1250–1650 nm) | >99.9% | >99.9% | >99.9% | >99.9% |
| کل ترسیل (1250–1650 nm) | >92% | >92% | >92% | >92% |
| مشینی معیار | ||||
| TTV (کل موٹائی کا تغیر، µm) | <3 | <3 | <3 | <3 |
| ہموار پن (µm) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
| سطح کی کھردری (nm) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| رکوع (µm) | <5 | <5 | <5 | <5 |
| فزیکل پراپرٹیز | ||||
| کثافت (g/cm³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
| ینگز ماڈیولس (GPa) | 74.20 | 74.20 | 74.20 | 74.20 |
| محس سختی | 6-7 | 6-7 | 6-7 | 6-7 |
| شیئر ماڈیولس (GPa) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
| پوسن کا تناسب | 0.17 | 0.17 | 0.17 | 0.17 |
| دبانے والی طاقت (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
| تناؤ کی طاقت (MPa) | 49 | 49 | 49 | 49 |
| ڈائی الیکٹرک کانسٹینٹ (1 میگاہرٹز) | 3.75 | 3.75 | 3.75 | 3.75 |
| تھرمل پراپرٹیز | ||||
| سٹرین پوائنٹ (10¹⁴.⁵ Pa·s) | 1000°C | 1000°C | 1000°C | 1000°C |
| اینیلنگ پوائنٹ (10¹³ Pa·s) | 1160 °C | 1160 °C | 1160 °C | 1160 °C |
| نرمی کا نقطہ (10⁷.⁶ Pa·s) | 1620 °C | 1620 °C | 1620 °C | 1620 °C |
کوارٹج ویفرز کی ایپلی کیشنز
کوارٹز ویفرز تمام صنعتوں میں مطلوبہ ایپلی کیشنز کو پورا کرنے کے لیے حسب ضرورت انجنیئر ہیں جن میں شامل ہیں:
الیکٹرانکس اور آر ایف ڈیوائسز
- کوارٹز ویفرز کوارٹز کرسٹل ریزونیٹرز اور آسکیلیٹرس کے لیے بنیادی ہیں جو اسمارٹ فونز، GPS یونٹس، کمپیوٹرز اور وائرلیس کمیونیکیشن ڈیوائسز کے لیے گھڑی کے سگنل فراہم کرتے ہیں۔
- ان کی کم تھرمل توسیع اور اعلی Q-فیکٹر کوارٹج ویفرز کو ہائی اسٹیبلٹی ٹائمنگ سرکٹس اور RF فلٹرز کے لیے بہترین بناتے ہیں۔
آپٹو الیکٹرانکس اور امیجنگ
- کوارٹز ویفرز بہترین UV اور IR ٹرانسمیٹینس پیش کرتے ہیں، جو انہیں آپٹیکل لینز، بیم اسپلٹرز، لیزر ونڈوز اور ڈیٹیکٹر کے لیے مثالی بناتے ہیں۔
- تابکاری کے خلاف ان کی مزاحمت اعلی توانائی والی طبیعیات اور خلائی آلات میں استعمال کے قابل بناتی ہے۔
سیمی کنڈکٹر اور MEMS
- کوارٹج ویفرز اعلی تعدد سیمی کنڈکٹر سرکٹس کے لیے سبسٹریٹس کے طور پر کام کرتے ہیں، خاص طور پر GaN اور RF ایپلی کیشنز میں۔
- MEMS (مائیکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹمز) میں، کوارٹز ویفرز پیزو الیکٹرک اثر کے ذریعے مکینیکل سگنلز کو برقی سگنلز میں تبدیل کرتے ہیں، جس سے سینسرز جیسے گائروسکوپس اور ایکسلرومیٹر کو فعال کیا جاتا ہے۔
اعلی درجے کی مینوفیکچرنگ اور لیبز
- ہائی پیوریٹی کوارٹز ویفرز آپٹیکل سیلز، یووی کیوٹیٹس، اور ہائی temp سیمپل ہینڈلنگ کے لیے کیمیکل، بائیو میڈیکل اور فوٹوونک لیبز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔
- انتہائی ماحول کے ساتھ ان کی مطابقت انہیں پلازما چیمبرز اور جمع کرنے والے آلات کے لیے موزوں بناتی ہے۔
کوارٹج ویفرز کیسے بنائے جاتے ہیں۔
کوارٹج ویفرز کے لیے مینوفیکچرنگ کے دو بنیادی راستے ہیں:
فیوزڈ کوارٹج ویفرز
فیوزڈ کوارٹج ویفرز قدرتی کوارٹج دانے داروں کو ایک بے ساختہ شیشے میں پگھلا کر، پھر ٹھوس بلاک کو پتلی ویفرز میں کاٹ کر اور پالش کرکے بنائے جاتے ہیں۔ یہ کوارٹج ویفر پیش کرتے ہیں:
- غیر معمولی UV شفافیت
- وسیع تھرمل آپریٹنگ رینج (>1100°C)
- بہترین تھرمل جھٹکا مزاحمت
یہ لیتھوگرافی کے آلات، اعلی درجہ حرارت والی بھٹیوں اور آپٹیکل کھڑکیوں کے لیے مثالی ہیں لیکن کرسٹل لائن کی کمی کی وجہ سے پیزو الیکٹرک ایپلی کیشنز کے لیے موزوں نہیں ہیں۔
کلچرڈ کوارٹج ویفرز
کلچرڈ کوارٹج ویفرز کو مصنوعی طور پر اُگایا جاتا ہے تاکہ درست جالی واقفیت کے ساتھ عیب سے پاک کرسٹل تیار کیے جا سکیں۔ یہ ویفرز ان ایپلی کیشنز کے لیے بنائے گئے ہیں جن کی ضرورت ہوتی ہے:
- قطعی کٹ زاویہ (X-, Y-, Z-, AT-cut, وغیرہ)
- اعلی تعدد oscillators اور SAW فلٹرز
- آپٹیکل پولرائزرز اور جدید MEMS ڈیوائسز
پیداوار کے عمل میں آٹوکلیو میں بیجوں کی نشوونما شامل ہے، اس کے بعد سلائسنگ، اورینٹیشن، اینیلنگ اور پالش کرنا شامل ہے۔
معروف کوارٹج ویفر سپلائرز
اعلی صحت سے متعلق کوارٹج ویفرز میں مہارت رکھنے والے عالمی سپلائرز میں شامل ہیں:
- ہیریئس(جرمنی) - فیوزڈ اور مصنوعی کوارٹج
- شن ایٹسو کوارٹز(جاپان) – اعلی پاکیزگی والے ویفر کے حل
- WaferPro(USA) - چوڑے قطر کے کوارٹج ویفرز اور سبسٹریٹس
- کورتھ کرسٹل(جرمنی) - مصنوعی کرسٹل ویفرز
کوارٹج ویفرز کا ارتقاء پذیر کردار
کوارٹج ویفرز ابھرتے ہوئے ٹیک مناظر میں ضروری اجزاء کے طور پر تیار ہوتے رہتے ہیں:
- منیچرائزیشن- کوارٹج ویفرز کو کمپیکٹ ڈیوائس انٹیگریشن کے لیے سخت رواداری کے ساتھ من گھڑت بنایا جا رہا ہے۔
- اعلی تعدد الیکٹرانکس- نئے کوارٹز ویفر ڈیزائنز 6G اور ریڈار کے لیے mmWave اور THz ڈومینز میں آگے بڑھ رہے ہیں۔
- نیکسٹ جنر سینسنگ- خود مختار گاڑیوں سے لے کر صنعتی IoT تک، کوارٹج پر مبنی سینسر زیادہ اہم ہوتے جا رہے ہیں۔
کوارٹج ویفرز کے بارے میں اکثر پوچھے گئے سوالات
1. کوارٹج ویفر کیا ہے؟
کوارٹج ویفر ایک پتلی، فلیٹ ڈسک ہے جو کرسٹل لائن سلکان ڈائی آکسائیڈ (SiO₂) سے بنی ہے، جو عام طور پر معیاری سیمی کنڈکٹر سائز میں تیار کی جاتی ہے (مثال کے طور پر، 2", 3", 4", 6", 8" یا 12")۔ اپنی اعلی پاکیزگی، تھرمل استحکام، اور نظری شفافیت کے لیے جانا جاتا ہے، ایک کوارٹج ویفر کو مختلف اعلیٰ درستگی والے ایپلی کیشنز جیسے سیمی کنڈکٹر فیبریکیشن، MEMS ڈیوائسز، آپٹیکل سسٹمز، اور ویکیوم پروسیسز میں سبسٹریٹ یا کیریئر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔
2. کوارٹج اور سلکا جیل میں کیا فرق ہے؟
کوارٹز سلکان ڈائی آکسائیڈ (SiO₂) کی ایک کرسٹل لائن ٹھوس شکل ہے، جبکہ سیلیکا جیل SiO₂ کی ایک بے شکل اور غیر محفوظ شکل ہے، جو عام طور پر نمی کو جذب کرنے کے لیے ایک desiccant کے طور پر استعمال ہوتی ہے۔
- کوارٹز سخت، شفاف اور الیکٹرانک، آپٹیکل اور صنعتی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے۔
- سلیکا جیل چھوٹے موتیوں یا دانے داروں کے طور پر ظاہر ہوتا ہے اور بنیادی طور پر پیکیجنگ، الیکٹرانکس اور اسٹوریج میں نمی کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
3. کوارٹج کرسٹل کس کے لیے استعمال ہوتے ہیں؟
کوارٹز کرسٹل ان کی پیزو الیکٹرک خصوصیات کی وجہ سے الیکٹرانکس اور آپٹکس میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں (وہ مکینیکل دباؤ کے تحت برقی چارج پیدا کرتے ہیں)۔ عام ایپلی کیشنز میں شامل ہیں:
- Oscillators اور فریکوئنسی کنٹرول(مثال کے طور پر، کوارٹج گھڑیاں، گھڑیاں، مائیکرو کنٹرولرز)
- آپٹیکل اجزاء(مثال کے طور پر، لینس، ویو پلیٹس، ونڈوز)
- گونجنے والے اور فلٹرزآر ایف اور مواصلاتی آلات میں
- سینسردباؤ، سرعت، یا طاقت کے لیے
- سیمی کنڈکٹر فیبریکیشنسبسٹریٹس یا پروسیس ونڈوز کے طور پر
4. کوارٹج کو مائیکرو چپس میں کیوں استعمال کیا جاتا ہے؟
کوارٹز کو مائیکرو چپ سے متعلقہ ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ یہ پیش کرتا ہے:
- تھرمل استحکاماعلی درجہ حرارت کے عمل کے دوران جیسے بازی اور اینیلنگ
- برقی موصلیتاس کی ڈائی الیکٹرک خصوصیات کی وجہ سے
- کیمیائی مزاحمتسیمی کنڈکٹر فیبریکیشن میں استعمال ہونے والے تیزاب اور سالوینٹس تک
- جہتی صحت سے متعلقاور قابل اعتماد لتھوگرافی سیدھ کے لیے کم تھرمل توسیع
- جب کہ کوارٹز بذات خود ایک فعال سیمی کنڈکٹر میٹریل (جیسے سلیکون) کے طور پر استعمال نہیں ہوتا ہے، یہ من گھڑت ماحول میں ایک اہم معاون کردار ادا کرتا ہے خاص طور پر بھٹیوں، چیمبروں اور فوٹو ماسک سبسٹریٹس میں۔
ہمارے بارے میں
XKH خصوصی آپٹیکل شیشے اور نئے کرسٹل مواد کی ہائی ٹیک ترقی، پیداوار، اور فروخت میں مہارت رکھتا ہے۔ ہماری مصنوعات آپٹیکل الیکٹرانکس، کنزیومر الیکٹرانکس اور ملٹری کی خدمت کرتی ہیں۔ ہم سفائر آپٹیکل پرزے، موبائل فون لینس کور، سیرامکس، ایل ٹی، سیلیکون کاربائیڈ ایس آئی سی، کوارٹز، اور سیمی کنڈکٹر کرسٹل ویفرز پیش کرتے ہیں۔ ہنر مند مہارت اور جدید آلات کے ساتھ، ہم غیر معیاری مصنوعات کی پروسیسنگ میں سبقت لے جاتے ہیں، جس کا مقصد ایک اہم آپٹو الیکٹرانک میٹریل ہائی ٹیک انٹرپرائز بننا ہے۔
