مونو ڪرسٽل لائن سلڪون جي واڌ جي طريقن جو هڪ جامع جائزو

مونو ڪرسٽل لائن سلڪون جي واڌ جي طريقن جو هڪ جامع جائزو

1. مونو ڪرسٽل لائن سلڪون جي ترقي جو پس منظر

ٽيڪنالاجي جي ترقي ۽ اعليٰ ڪارڪردگي واري سمارٽ شين جي وڌندڙ گهرج قومي ترقي ۾ انٽيگريٽڊ سرڪٽ (IC) انڊسٽري جي بنيادي حيثيت کي وڌيڪ مضبوط ڪيو آهي. IC انڊسٽري جي بنياد جي طور تي، سيمي ڪنڊڪٽر مونو ڪرسٽل لائن سلڪون ٽيڪنالاجي جدت ۽ اقتصادي ترقي کي هلائڻ ۾ اهم ڪردار ادا ڪري ٿو.

انٽرنيشنل سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ايسوسيئيشن جي انگن اکرن موجب، عالمي سيمي ڪنڊڪٽر ويفر مارڪيٽ 12.6 بلين ڊالر جي سيلز جي انگ تائين پهچي وئي آهي، جنهن جي ترسيل 14.2 بلين چورس انچ تائين وڌي وئي آهي. ان کان علاوه، سلڪون ويفرز جي طلب مسلسل وڌي رهي آهي.

جڏهن ته، عالمي سلڪون ويفر انڊسٽري تمام گهڻي مرڪوز آهي، مٿين پنج سپلائرز مارڪيٽ شيئر جي 85 سيڪڙو کان وڌيڪ تي حاوي آهن، جيئن هيٺ ڏيکاريل آهي:

• شين-ايٽسو ڪيميڪل (جاپان)

• سمڪو (جاپان)

• گلوبل ويفرز

• سلٽرونڪ (جرمني)

• ايس ڪي سلٽرون (ڏکڻ ڪوريا)

هي اوليگوپولي چين جي درآمد ٿيل مونو ڪرسٽل لائن سلڪون ويفرز تي وڏي انحصار جي نتيجي ۾ آهي، جيڪو ملڪ جي انٽيگريٽڊ سرڪٽ انڊسٽري جي ترقي کي محدود ڪرڻ واري اهم رڪاوٽن مان هڪ بڻجي چڪو آهي.

سيمي ڪنڊڪٽر سلڪون مونو ڪرسٽل پيداوار واري شعبي ۾ موجوده چئلينجن کي منهن ڏيڻ لاءِ، تحقيق ۽ ترقي ۾ سيڙپڪاري ۽ گهريلو پيداوار جي صلاحيتن کي مضبوط ڪرڻ هڪ ناگزير انتخاب آهي.

2. مونو ڪرسٽل لائن سلڪون مواد جو جائزو

مونو ڪرسٽل لائن سلڪون انٽيگريٽڊ سرڪٽ انڊسٽري جو بنياد آهي. اڄ تائين، 90 سيڪڙو کان وڌيڪ آئي سي چپس ۽ اليڪٽرانڪ ڊوائيسز مونو ڪرسٽل لائن سلڪون کي بنيادي مواد طور استعمال ڪندي ٺاهيا ويا آهن. مونو ڪرسٽل لائن سلڪون ۽ ان جي مختلف صنعتي ايپليڪيشنن جي وسيع طلب ڪيترن ئي عنصرن جي ڪري ٿي سگهي ٿي:

1. حفاظت ۽ ماحول دوست: سلڪون زمين جي پرت ۾ وافر مقدار ۾ موجود آهي، غير زهريلو ۽ ماحول دوست.

2. بجلي جي موصليت: سلڪون قدرتي طور تي بجلي جي موصليت جي خاصيتن کي ظاهر ڪري ٿو، ۽ گرمي جي علاج تي، اهو سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ جي هڪ حفاظتي پرت ٺاهيندو آهي، جيڪو مؤثر طريقي سان برقي چارج جي نقصان کي روڪي ٿو.

3. بالغ واڌ ٽيڪنالاجي: سلڪون جي واڌ جي عملن ۾ ٽيڪنالاجيڪل ترقي جي ڊگهي تاريخ ان کي ٻين سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻو نفيس بڻائي ڇڏيو آهي.

اهي عنصر گڏجي مونو ڪرسٽلين سلڪون کي صنعت ۾ اڳڀرو رکن ٿا، ان کي ٻين مواد سان ناقابلِ بدل بڻائي ٿو.

ڪرسٽل جي بناوت جي لحاظ کان، مونو ڪرسٽل لائن سلڪون هڪ اهڙو مواد آهي جيڪو سلڪون ايٽم مان ٺهيل آهي جيڪو هڪ دوراني جالي ۾ ترتيب ڏنل آهي، هڪ مسلسل بناوت ٺاهيندو آهي. اهو چپ ٺاهڻ واري صنعت جو بنياد آهي.

هيٺ ڏنل خاڪو مونو ڪرسٽل لائن سلڪون تيار ڪرڻ جي مڪمل عمل کي بيان ڪري ٿو:

عمل جو جائزو:
مونو ڪرسٽل لائن سلڪون سلڪون معدنيات مان ريفائننگ مرحلن جي هڪ سلسلي ذريعي حاصل ڪيو ويندو آهي. پهرين، پولي ڪرسٽل لائن سلڪون حاصل ڪيو ويندو آهي، جيڪو پوءِ ڪرسٽل گروٿ فرنس ۾ مونو ڪرسٽل لائن سلڪون انگوٽ ۾ وڌو ويندو آهي. ان کان پوءِ، ان کي ڪٽيو ويندو آهي، پالش ڪيو ويندو آهي، ۽ چپ جي پيداوار لاءِ مناسب سلڪون ويفرز ۾ پروسيس ڪيو ويندو آهي.

سلڪون ويفر عام طور تي ٻن قسمن ۾ ورهايل آهن:فوٽووولٽڪ گريڊ۽سيمي ڪنڊڪٽر-گريڊ. اهي ٻئي قسم بنيادي طور تي پنهنجي بناوت، پاڪائي ۽ مٿاڇري جي معيار ۾ مختلف آهن.

• سيمي ڪنڊڪٽر-گريڊ ويفرزانهن ۾ 99.999999999٪ تائين غير معمولي طور تي اعليٰ پاڪائي آهي، ۽ انهن کي سختي سان مونو ڪرسٽل هجڻ جي ضرورت آهي.

• فوٽووولٽڪ گريڊ ويفرزگهٽ خالص آهن، پاڪائي جي سطح 99.99٪ کان 99.9999٪ تائين آهي، ۽ ڪرسٽل جي معيار لاءِ اهڙيون سخت گهرجون نه آهن.

ان کان علاوه، سيمي ڪنڊڪٽر-گريڊ ويفرز کي فوٽووولٽڪ-گريڊ ويفرز جي ڀيٽ ۾ مٿاڇري جي همواري ۽ صفائي جي ضرورت هوندي آهي. سيمي ڪنڊڪٽر ويفرز لاءِ اعليٰ معيار انهن جي تياري جي پيچيدگي ۽ ايپليڪيشنن ۾ انهن جي بعد جي قيمت ٻنهي کي وڌائيندا آهن.

هيٺ ڏنل چارٽ سيمي ڪنڊڪٽر ويفر جي وضاحتن جي ارتقا کي بيان ڪري ٿو، جيڪي شروعاتي 4 انچ (100 ملي ميٽر) ۽ 6 انچ (150 ملي ميٽر) ويفرز کان موجوده 8 انچ (200 ملي ميٽر) ۽ 12 انچ (300 ملي ميٽر) ويفرز تائين وڌي ويا آهن.

اصل سلڪون مونوڪريسٽل تيار ڪرڻ ۾، ويفر جي سائيز ايپليڪيشن جي قسم ۽ قيمت جي عنصرن جي بنياد تي مختلف هوندي آهي. مثال طور، ميموري چپس عام طور تي 12 انچ ويفر استعمال ڪندا آهن، جڏهن ته پاور ڊوائيسز اڪثر ڪري 8 انچ ويفر استعمال ڪندا آهن.

خلاصو، ويفر سائيز جو ارتقا مور جي قانون ۽ اقتصادي عنصرن ٻنهي جو نتيجو آهي. هڪ وڏو ويفر سائيز ساڳئي پروسيسنگ حالتن هيٺ وڌيڪ استعمال لائق سلڪون ايريا جي واڌ کي قابل بڻائي ٿو، پيداوار جي قيمتن کي گهٽائي ٿو جڏهن ته ويفر ڪنارن مان ضايع ٿيڻ کي گهٽائي ٿو.

جديد ٽيڪنالاجي ترقي ۾ هڪ اهم مواد جي طور تي، سيمي ڪنڊڪٽر سلڪون ويفر، فوٽو ليٿوگرافي ۽ آئن امپلانٽيشن جهڙن صحيح عملن ذريعي، مختلف اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي پيداوار کي فعال ڪن ٿا، جن ۾ هاءِ پاور ريڪٽيفائر، ٽرانزسٽر، بائي پولر جنڪشن ٽرانزسٽر، ۽ سوئچنگ ڊوائيسز شامل آهن. اهي ڊوائيسز مصنوعي ذهانت، 5G ڪميونيڪيشن، آٽوميٽو اليڪٽرانڪس، انٽرنيٽ آف ٿنگس، ۽ ايرو اسپيس جهڙن شعبن ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا، جيڪي قومي اقتصادي ترقي ۽ ٽيڪنالاجي جدت جو بنياد بڻجن ٿا.

3. مونو ڪرسٽل لائن سلڪون گروٿ ٽيڪنالاجي

جيچزوچرالسڪي (سي زي) طريقوپگھل مان اعليٰ معيار جي مونوڪريسٽل مواد کي ڪڍڻ لاءِ هڪ ڪارآمد عمل آهي. 1917 ۾ جان ڪزوچرالسڪي پاران تجويز ڪيل، هي طريقو پڻ سڏيو ويندو آهيڪرسٽل ڇڪڻطريقو.

هن وقت، CZ طريقو مختلف سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي تياري ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندو آهي. نامڪمل انگن اکرن موجب، تقريبن 98٪ اليڪٽرانڪ جزا مونو ڪرسٽل لائن سلڪون مان ٺهيل آهن، انهن حصن مان 85٪ CZ طريقو استعمال ڪندي تيار ڪيا ويا آهن.

CZ طريقو ان جي بهترين ڪرسٽل معيار، ڪنٽرول لائق سائيز، تيز واڌ جي شرح، ۽ اعليٰ پيداوار جي ڪارڪردگي جي ڪري پسند ڪيو ويندو آهي. اهي خاصيتون CZ مونوڪريسٽل لائن سلڪون کي اليڪٽرانڪس انڊسٽري ۾ اعليٰ معيار، وڏي پيماني تي طلب کي پورو ڪرڻ لاءِ ترجيحي مواد بڻائين ٿيون.

CZ monocrystalline silicon جي واڌ جو اصول هن ريت آهي:

CZ عمل لاءِ اعليٰ گرمي پد، ويڪيوم، ۽ بند ماحول جي ضرورت هوندي آهي. هن عمل لاءِ اهم سامان آهيڪرسٽل واڌ فرنس، جيڪو انهن حالتن کي آسان بڻائي ٿو.

هيٺ ڏنل ڊاگرام ڪرسٽل گروٿ فرنس جي بناوت کي بيان ڪري ٿو.

CZ عمل ۾، خالص سلڪون کي ڪروسيبل ۾ رکيو ويندو آهي، پگھليو ويندو آهي، ۽ هڪ ٻج ڪرسٽل پگھلي سلڪون ۾ داخل ڪيو ويندو آهي. گرمي پد، ڇڪڻ جي شرح، ۽ ڪروسيبل گردش جي رفتار جهڙن پيرا ميٽرز کي صحيح طور تي ڪنٽرول ڪرڻ سان، ٻج ڪرسٽل ۽ پگھليو سلڪون جي انٽرفيس تي ايٽم يا ماليڪيول مسلسل ٻيهر منظم ٿيندا آهن، سسٽم جي ٿڌي ٿيڻ سان مضبوط ٿيندا آهن ۽ آخرڪار هڪ سنگل ڪرسٽل ٺاهيندا آهن.

هي ڪرسٽل واڌ جي ٽيڪنڪ مخصوص ڪرسٽل رخن سان اعليٰ معيار، وڏي قطر جو مونوڪرسٽل سلڪون پيدا ڪري ٿي.

واڌ جي عمل ۾ ڪيترائي اهم مرحلا شامل آهن، جن ۾ شامل آهن:

1. ڌار ڪرڻ ۽ لوڊ ڪرڻ: ڪرسٽل کي هٽائڻ ۽ فرنس ۽ حصن کي ڪوارٽز، گريفائٽ، يا ٻين نجاستن کان چڱي طرح صاف ڪرڻ.

2. ويڪيوم ۽ پگھلڻ: سسٽم کي هڪ ويڪيوم ڏانهن خالي ڪيو ويندو آهي، جنهن کان پوءِ آرگن گيس متعارف ڪرايو ويندو آهي ۽ سلڪون چارج کي گرم ڪيو ويندو آهي.

3. ڪرسٽل ڇڪڻ: ٻج جي ڪرسٽل کي پگھليل سلڪون ۾ هيٺ ڪيو ويندو آهي، ۽ انٽرفيس جي گرمي پد کي احتياط سان ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي ته جيئن مناسب ڪرسٽلائيزيشن کي يقيني بڻائي سگهجي.

4. ڪلهي ۽ قطر جو ڪنٽرول: جيئن جيئن ڪرسٽل وڌندو آهي، ان جي قطر کي احتياط سان مانيٽر ڪيو ويندو آهي ۽ هڪجهڙائي جي واڌ کي يقيني بڻائڻ لاءِ ترتيب ڏني ويندي آهي.

5. واڌ جو خاتمو ۽ فرنس بند ٿيڻ: هڪ ڀيرو گهربل ڪرسٽل سائيز حاصل ٿي ويندي آهي، فرنس بند ڪئي ويندي آهي، ۽ ڪرسٽل هٽايو ويندو آهي.

هن عمل ۾ تفصيلي مرحلا سيمي ڪنڊڪٽر جي پيداوار لاءِ موزون اعليٰ معيار، نقص کان پاڪ مونوڪريسٽلز جي تخليق کي يقيني بڻائين ٿا.

4. مونو ڪرسٽلائن سلڪون جي پيداوار ۾ چئلينجز

وڏي قطر جي سيمي ڪنڊڪٽر مونو ڪرسٽل پيدا ڪرڻ ۾ هڪ اهم چئلينج واڌ جي عمل دوران ٽيڪنيڪل رڪاوٽن کي دور ڪرڻ آهي، خاص طور تي ڪرسٽل جي خرابين جي اڳڪٿي ۽ ڪنٽرول ڪرڻ ۾:

1. غير مطابقت رکندڙ مونو ڪرسٽل معيار ۽ گهٽ پيداوار: جيئن سلڪون مونوڪرسٽل جي سائيز وڌندي آهي، واڌ ويجهه واري ماحول جي پيچيدگي وڌي ويندي آهي، جنهن جي ڪري حرارتي، وهڪري ۽ مقناطيسي شعبن جهڙن عنصرن کي ڪنٽرول ڪرڻ ڏکيو ٿي ويندو آهي. اهو مسلسل معيار ۽ وڌيڪ پيداوار حاصل ڪرڻ جي ڪم کي پيچيده بڻائي ٿو.

2. غير مستحڪم ڪنٽرول عمل: سيمي ڪنڊڪٽر سلڪون مونوڪريسٽلز جي واڌ ويجهه جو عمل انتهائي پيچيده آهي، جنهن ۾ ڪيترائي جسماني شعبا هڪٻئي سان رابطي ۾ اچن ٿا، جنهن ڪري ڪنٽرول جي درستگي غير مستحڪم ٿئي ٿي ۽ پيداوار جي پيداوار گهٽ ٿئي ٿي. موجوده ڪنٽرول حڪمت عمليون بنيادي طور تي ڪرسٽل جي ميڪرو اسڪوپڪ طول و عرض تي ڌيان ڏين ٿيون، جڏهن ته معيار اڃا تائين دستي تجربي جي بنياد تي ترتيب ڏني وئي آهي، جنهن ڪري IC چپس ۾ مائڪرو ۽ نانو فيبريڪيشن جي گهرجن کي پورو ڪرڻ ڏکيو ٿي پوي ٿو.

انهن چئلينجن کي منهن ڏيڻ لاءِ، ڪرسٽل جي معيار لاءِ حقيقي وقت، آن لائن نگراني ۽ اڳڪٿي جي طريقن جي ترقي جي فوري ضرورت آهي، ان سان گڏ ڪنٽرول سسٽم ۾ بهتري جي ضرورت آهي ته جيئن انٽيگريٽڊ سرڪٽس ۾ استعمال لاءِ وڏن مونوڪريسٽلز جي مستحڪم، اعليٰ معيار جي پيداوار کي يقيني بڻائي سگهجي.