12 انچ سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹس کے اطلاق کے امکانات

12 انچ کے مواد کی خصوصیات اور تکنیکی ضروریات کیا ہیں؟سلیکن کاربائیڈ سبسٹریٹس?

A. سلیکون کاربائیڈ کی بنیادی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات

سلیکون کاربائیڈ کی سب سے نمایاں خصوصیات میں سے ایک اس کی وسیع بینڈ گیپ کی چوڑائی ہے، 4H-SiC کے لیے تقریباً 3.26 eV یا 6H-SiC کے لیے 3.02 eV، سلکان کی 1.1 eV سے نمایاں طور پر زیادہ ہے۔ یہ وسیع بینڈ گیپ SiC کو انتہائی اعلی الیکٹرک فیلڈ طاقت کے تحت کام کرنے اور تھرمل بریک ڈاؤن یا خرابی کے بغیر نمایاں گرمی کو برداشت کرنے کی اجازت دیتا ہے، جس سے یہ ہائی وولٹیج، اعلی درجہ حرارت والے ماحول میں الیکٹرانک آلات کے لیے ترجیحی مواد بن جاتا ہے۔

ہائی بریک ڈاؤن الیکٹرک فیلڈ: SiC کا ہائی بریک ڈاؤن الیکٹرک فیلڈ (سلیکون سے تقریباً 10 گنا) اسے ہائی وولٹیج کے تحت مستحکم طور پر کام کرنے کے قابل بناتا ہے، پاور الیکٹرانک سسٹمز، خاص طور پر الیکٹرک گاڑیوں، پاور کنورٹرز، اور صنعتی نظاموں میں اعلیٰ طاقت کی کثافت اور کارکردگی کو حاصل کرتا ہے۔ بجلی کی فراہمی.

اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت: SiC کی اعلی تھرمل چالکتا اور اعلی درجہ حرارت (600 ° C یا اس سے زیادہ تک) کو برداشت کرنے کی صلاحیت اسے انتہائی ماحول میں کام کرنے کے لیے ضروری آلات کے لیے ایک مثالی انتخاب بناتی ہے، خاص طور پر آٹوموٹو اور ایرو اسپیس صنعتوں میں۔

اعلی تعدد کی کارکردگی: اگرچہ SiC کی الیکٹران کی نقل و حرکت سلکان سے کم ہے، لیکن یہ اب بھی اعلی تعدد ایپلی کیشنز کو سپورٹ کرنے کے لیے کافی ہے۔ لہذا، SiC اعلی تعدد والے شعبوں میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے جیسے وائرلیس مواصلات، ریڈار، اور ہائی فریکوئنسی پاور ایمپلیفائر۔

تابکاری مزاحمت: SiC کی مضبوط تابکاری مزاحمت خلائی آلات اور جوہری توانائی کے الیکٹرانکس میں خاص طور پر واضح ہے، جہاں یہ مادی کارکردگی میں نمایاں کمی کے بغیر بیرونی تابکاری کی مداخلت کو برداشت کر سکتی ہے۔

B. 12 انچ سبسٹریٹس کے کلیدی تکنیکی اشارے

12 انچ (300 ملی میٹر) سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹس کے فوائد نہ صرف سائز میں اضافہ بلکہ ان کی جامع تکنیکی ضروریات میں بھی ظاہر ہوتے ہیں، جو براہ راست مینوفیکچرنگ کی دشواری اور حتمی آلات کی کارکردگی کا تعین کرتے ہیں۔

کرسٹل ڈھانچہ: SiC میں بنیادی طور پر دو عام کرسٹل ڈھانچے ہوتے ہیں۔4H-SiC اور 6H-SiC۔ 4H-SiCاس کی اعلی الیکٹران موبلٹی اور بہترین تھرمل چالکتا کے ساتھ، ہائی فریکوئنسی اور ہائی پاور ایپلی کیشنز کے لیے زیادہ موزوں ہے، جب کہ 6H-SiC میں زیادہ خرابی کی کثافت اور خراب الیکٹرانک کارکردگی ہے، جو عام طور پر کم طاقت، کم فریکوئنسی ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ 12 انچ سبسٹریٹس کے لیے، مناسب کرسٹل ڈھانچہ کا انتخاب بہت ضروری ہے۔ 4H-SiC، کم کرسٹل نقائص کے ساتھ، ہائی فریکوئنسی، ہائی پاور ایپلی کیشنز کے لیے زیادہ موزوں ہے۔

سبسٹریٹ کی سطح کا معیار: سبسٹریٹ کی سطح کے معیار کا آلہ کی کارکردگی پر براہ راست اثر پڑتا ہے۔ سطح کی ہمواری، کھردری اور خرابی کی کثافت کو سختی سے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔ کھردری سطح نہ صرف ڈیوائس کے کرسٹل لائن کوالٹی کو متاثر کرتی ہے بلکہ ڈیوائس کی ابتدائی خرابی کا باعث بھی بن سکتی ہے۔ لہذا، کیمیکل مکینیکل پالشنگ (CMP) جیسی ٹیکنالوجیز کے ذریعے سبسٹریٹ کی سطح کی ہمواری کو بہتر بنانا بہت ضروری ہے۔

موٹائی اور یکسانیت کا کنٹرول: 12 انچ سبسٹریٹس کے بڑھے ہوئے سائز کا مطلب ہے کہ موٹائی کی یکسانیت اور کرسٹل کے معیار کے لیے اعلیٰ تقاضے ہیں۔ متضاد موٹائی غیر مساوی تھرمل تناؤ کا باعث بن سکتی ہے، جس سے آلہ کی کارکردگی اور وشوسنییتا متاثر ہوتی ہے۔ اعلی معیار کے 12 انچ سبسٹریٹس کو یقینی بنانے کے لیے، موٹائی کی مستقل مزاجی کو یقینی بنانے کے لیے درست نمو اور بعد میں کاٹنے اور پالش کرنے کے عمل کو استعمال کیا جانا چاہیے۔

C. 12 انچ سبسٹریٹس کا سائز اور پیداواری فوائد

جیسے جیسے سیمی کنڈکٹر انڈسٹری بڑے سبسٹریٹس کی طرف بڑھ رہی ہے، 12 انچ کے سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹس پیداواری کارکردگی اور لاگت کی تاثیر میں اہم فوائد پیش کرتے ہیں۔ روایتی کے مقابلے میں6 انچ اور 8 انچ سبسٹریٹس12 انچ سبسٹریٹس زیادہ چپ کٹ فراہم کر سکتے ہیں، فی پروڈکشن رن تیار ہونے والی چپس کی تعداد میں بہت زیادہ اضافہ کر سکتے ہیں، اس طرح یونٹ چپ کی لاگت کو نمایاں طور پر کم کر سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، 12 انچ سبسٹریٹس کا بڑا سائز انٹیگریٹڈ سرکٹس کی موثر پیداوار کے لیے ایک بہتر پلیٹ فارم مہیا کرتا ہے، بار بار پیداواری مراحل کو کم کرتا ہے اور مجموعی پیداواری کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔

12 انچ سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹس کیسے تیار کیے جاتے ہیں؟

A. کرسٹل گروتھ ٹیکنیکس

سربلندی کا طریقہ (PVT):

سبلیمیشن میتھڈ (فزیکل ویپر ٹرانسپورٹ، پی وی ٹی) سب سے زیادہ استعمال ہونے والی سلکان کاربائیڈ کرسٹل گروتھ تکنیک میں سے ایک ہے، خاص طور پر بڑے سائز کے سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹس کی تیاری کے لیے موزوں ہے۔ اس عمل میں، سلکان کاربائیڈ کا خام مال اعلی درجہ حرارت پر شاندار ہو جاتا ہے، اور گیسی کاربن اور سلکان گرم سبسٹریٹ پر دوبارہ مل کر کرسٹل بن جاتے ہیں۔ اعلی درجے کے طریقہ کار کے فوائد میں اعلی مادی پاکیزگی اور اچھے کرسٹل کوالٹی شامل ہیں، جو زیادہ مانگ کی پیداوار کے لیے موزوں ہیں12 انچ سبسٹریٹس. تاہم، اس طریقہ کار کو کچھ چیلنجز کا بھی سامنا ہے، جیسے کہ ترقی کی سست رفتار اور درجہ حرارت اور ماحول کے سخت کنٹرول کے لیے اعلی تقاضے۔

CVD طریقہ (کیمیائی بخارات جمع کرنا):

CVD کے عمل میں، گیس کے پیش خیمہ (جیسے SiCl₄ اور C₆H₆) گل جاتے ہیں اور اعلی درجہ حرارت پر فلم بنانے کے لیے سبسٹریٹ میں جمع ہو جاتے ہیں۔ PVT کے مقابلے میں، CVD طریقہ زیادہ یکساں فلم کی نشوونما فراہم کر سکتا ہے اور یہ پتلی فلمی مواد کو جمع کرنے اور سطح کے فنکشنلائزیشن کے لیے موزوں ہے۔ اگرچہ CVD طریقہ کار میں موٹائی کو کنٹرول کرنے میں کچھ مشکلات ہیں، لیکن یہ اب بھی بڑے پیمانے پر کرسٹل کے معیار اور سبسٹریٹ کی یکسانیت کو بہتر بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

B. سبسٹریٹ کاٹنے اور پالش کرنے کی تکنیک

کرسٹل کاٹنا:

بڑے سائز کے کرسٹل سے 12 انچ سبسٹریٹس کاٹنا ایک پیچیدہ تکنیک ہے۔ کرسٹل کاٹنے کے عمل کو مکینیکل تناؤ کے عین مطابق کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ اس بات کو یقینی بنایا جا سکے کہ کاٹنے کے دوران سبسٹریٹ ٹوٹے یا مائکرو کریکس تیار نہ ہو۔ کاٹنے کی درستگی کو بہتر بنانے کے لیے، لیزر کٹنگ ٹیکنالوجی کو اکثر استعمال کیا جاتا ہے، یا کاٹنے کے معیار کو بڑھانے کے لیے الٹراسونک اور اعلی درستگی والے مکینیکل ٹولز کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔

پالش اور سطح کا علاج:

کیمیکل مکینیکل پالشنگ (CMP) سبسٹریٹ سطح کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے ایک کلیدی ٹیکنالوجی ہے۔ یہ عمل مکینیکل رگڑ اور کیمیائی رد عمل کے ہم آہنگی کے عمل کے ذریعے سبسٹریٹ کی سطح پر موجود مائیکرو نقائص کو دور کرتا ہے، ہمواری اور چپٹا پن کو یقینی بناتا ہے۔ سطح کا علاج نہ صرف سبسٹریٹ کی چمک کو بہتر بناتا ہے بلکہ سطح کے نقائص کو بھی کم کرتا ہے، اس طرح بعد میں آنے والے آلات کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔

C. سبسٹریٹ ڈیفیکٹ کنٹرول اور کوالٹی انسپیکشن

خرابی کی اقسام:

میں عام نقائصسلیکن کاربائیڈ سبسٹریٹسنقل مکانی، جالی کے نقائص، اور مائیکرو کریکس شامل ہیں۔ یہ نقائص براہ راست آلات کی برقی کارکردگی اور تھرمل استحکام کو متاثر کر سکتے ہیں۔ لہذا، سبسٹریٹ کی نشوونما، کاٹنے اور پالش کرنے کے دوران ان نقائص کی موجودگی کو سختی سے کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ نقل مکانی اور جالی کے نقائص عام طور پر کرسٹل کی غیر مناسب نشوونما یا ضرورت سے زیادہ کاٹنے والے درجہ حرارت سے پیدا ہوتے ہیں۔

معیار کی تشخیص:

سبسٹریٹ کے معیار کو یقینی بنانے کے لیے، ٹیکنالوجیز جیسے سکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپی (SEM) اور اٹامک فورس مائیکروسکوپی (AFM) عام طور پر سطح کے معیار کے معائنہ کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ مزید برآں، برقی کارکردگی کے ٹیسٹ (جیسے چالکتا اور نقل و حرکت) سبسٹریٹ کے معیار کو مزید جانچ سکتے ہیں۔

12 انچ سیلیکون کاربائیڈ سبسٹریٹس کن فیلڈز میں لگائے جاتے ہیں؟

A. پاور الیکٹرانکس اور پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز

12 انچ سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹس بڑے پیمانے پر پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز میں استعمال ہوتے ہیں، خاص طور پر MOSFETs، IGBTs، اور Schottky diodes میں۔ یہ آلات بڑے پیمانے پر موثر پاور مینجمنٹ، صنعتی بجلی کی فراہمی، کنورٹرز اور الیکٹرک گاڑیوں میں لاگو ہوتے ہیں۔ SiC ڈیوائسز کی ہائی وولٹیج رواداری اور کم سوئچنگ نقصان کی خصوصیات انہیں بجلی کی تبدیلی کی کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر بنانے، توانائی کے ضیاع کو کم کرنے اور سبز توانائی کی ٹیکنالوجیز کی ترقی کو فروغ دینے کے قابل بناتی ہیں۔

B. نئی توانائی اور الیکٹرک گاڑیاں

الیکٹرک گاڑیوں میں، 12 انچ کے سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹس الیکٹرک ڈرائیو سسٹم کی کارکردگی کو بڑھا سکتے ہیں اور بیٹری چارج کرنے کی رفتار اور رینج کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ کی صلاحیت کی وجہ سےسلکان کاربائڈ موادہائی وولٹیج اور ہائی فریکوئنسی سگنلز کو مؤثر طریقے سے ہینڈل کرنے کے لیے، یہ الیکٹرک گاڑیوں کے چارجنگ اسٹیشنوں پر تیز رفتار چارجنگ آلات میں بھی ناگزیر ہیں۔

C. 5G کمیونیکیشنز اور ہائی فریکونسی الیکٹرانکس

12 انچ کے سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹس، ان کی بہترین ہائی فریکوئنسی کارکردگی کے ساتھ، 5G بیس اسٹیشنز اور ہائی فریکوئنسی RF آلات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ وہ 5G نیٹ ورکس کی تیز رفتار ڈیٹا ٹرانسمیشن کو سپورٹ کرتے ہوئے سگنل ٹرانسمیشن کی کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر کر سکتے ہیں اور سگنل کے نقصان کو کم کر سکتے ہیں۔

D. توانائی کا شعبہ

سلیکن کاربائیڈ سبسٹریٹس میں قابل تجدید توانائی کے شعبوں جیسے فوٹو وولٹک انورٹرز اور ونڈ پاور جنریشن میں بھی اہم استعمال ہوتے ہیں۔ توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی کو بہتر بنا کر، SiC آلات توانائی کے نقصان کو کم کر سکتے ہیں اور پاور گرڈ کے آلات کی استحکام اور بھروسے کو بڑھا سکتے ہیں۔

12 انچ سلیکن کاربائیڈ سبسٹریٹس کے چیلنجز اور رکاوٹیں کیا ہیں؟

A. مینوفیکچرنگ لاگت اور بڑے پیمانے پر پیداوار

12 انچ کی پیداواری لاگتسلکان کاربائیڈ ویفرززیادہ ہے، بنیادی طور پر خام مال، سازوسامان کی سرمایہ کاری، اور ٹیکنالوجی کی تحقیق اور ترقی میں جھلکتی ہے۔ بڑے پیمانے پر پیداوار کے تکنیکی چیلنجوں کو کیسے توڑا جائے اور یونٹ مینوفیکچرنگ لاگت کو کیسے کم کیا جائے یہ سلیکون کاربائیڈ ٹیکنالوجی کی مقبولیت کو فروغ دینے کی کلید ہے۔

B. سبسٹریٹ کے نقائص اور معیار کی مطابقت

اگرچہ 12 انچ کے ذیلی ذخیرے میں پیداواری فوائد ہوتے ہیں، لیکن ان کے کرسٹل کی نشوونما، کاٹنے اور چمکانے کے عمل کے دوران نقائص اب بھی پیدا ہو سکتے ہیں، جس کی وجہ سے سبسٹریٹ کا معیار متضاد ہے۔ عیب کی کثافت کو کیسے کم کیا جائے اور جدید ٹیکنالوجی کے ذریعے معیار کی مستقل مزاجی کو کیسے بہتر بنایا جائے مستقبل کی تحقیق کا مرکز ہے۔

C. آلات اور ٹیکنالوجی کی تازہ کاریوں کا مطالبہ

اعلی صحت سے متعلق کاٹنے اور پالش کرنے والے آلات کی مانگ بڑھ رہی ہے۔ ایک ہی وقت میں، نئی پتہ لگانے والی ٹیکنالوجیز (جیسے جوہری قوت مائکروسکوپی، الیکٹران بیم اسکیننگ، وغیرہ) کی بنیاد پر سبسٹریٹس کا درست معیار کا معائنہ پیداوار کی کارکردگی اور مصنوعات کے معیار کو بہتر بنانے کی کلید ہے۔

ہم Semicorex پر ایک رینج فراہم کرتے ہیں۔اعلی معیار کے ویفرزسیمی کنڈکٹر انڈسٹری کی مطلوبہ ضروریات کو پورا کرنے کے لیے احتیاط سے انجنیئر کیا گیا ہے، اگر آپ کو کوئی پوچھ گچھ ہے یا اضافی تفصیلات کی ضرورت ہے، تو براہ کرم ہم سے رابطہ کرنے میں ہچکچاہٹ محسوس نہ کریں۔

رابطہ فون: +86-13567891907

ای میل: sales@semicorex.com