پہلی نسل ، دوسری نسل ، تیسری نسل ، اور چوتھی نسل کے سیمیکمڈکٹر مواد کیا ہیں؟

سیمیکمڈکٹر مواد کمرے کے درجہ حرارت پر کنڈکٹر اور انسولیٹرز کے مابین برقی چالکتا کے ساتھ وہ مواد ہیں ، جو انٹیگریٹڈ سرکٹس ، مواصلات ، توانائی اور آپٹو الیکٹرانکس جیسے فیلڈز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ ٹکنالوجی کی ترقی کے ساتھ ، سیمیکمڈکٹر مواد پہلی نسل سے چوتھی نسل تک تیار ہوا ہے۔

20 ویں صدی کے وسط میں ، سیمیکمڈکٹر مواد کی پہلی نسل بنیادی طور پر جرمینیم (جی ای) پر مشتمل تھی اورسلکان(سی) خاص طور پر ، دنیا میں پہلا ٹرانجسٹر اور پہلا مربوط سرکٹ دونوں جرمنیئم سے بنے تھے۔ لیکن اس نے آہستہ آہستہ 1960 کی دہائی کے آخر میں سلیکن کی جگہ لے لی ، کیونکہ اس کی خرابیوں جیسے کم تھرمل چالکتا ، کم پگھلنے والا نقطہ ، ناقص اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت ، غیر مستحکم پانی میں گھلنشیل آکسائڈ ڈھانچہ ، اور ہفتہ کی مکینیکل طاقت کی وجہ سے۔ اس کی اعلی اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت ، بہترین تابکاری کے خلاف مزاحمت ، قابل ذکر لاگت کی تاثیر ، اور وافر ذخائر کی بدولت سلیکن نے آہستہ آہستہ جرمینیم کو مرکزی دھارے کے مواد کی حیثیت سے تبدیل کیا اور آج تک اس پوزیشن کو برقرار رکھا۔

1990 کی دہائی میں ، سیمیکمڈکٹر مواد کی دوسری نسل ابھرنا شروع ہوئی ، جس میں گیلیم آرسنائڈ (GAAs) اور انڈیم فاسفائڈ (INP) کو نمائندہ مواد کے طور پر شامل کیا گیا۔ دوسرا سیمیکمڈکٹر مواد فوائد کی پیش کش کرتا ہے جیسے ایک بڑے بینڈ گیپ ، کم کیریئر حراستی ، اعلی آپٹوٹ الیکٹرانک خصوصیات ، نیز بہترین تھرمل مزاحمت اور تابکاری کی مزاحمت۔ یہ فوائد انہیں مائکروویو مواصلات ، سیٹلائٹ مواصلات ، آپٹیکل مواصلات ، آپٹیکل الیکٹرانک ڈیوائسز ، اور سیٹلائٹ نیویگیشن میں وسیع پیمانے پر استعمال کرتے ہیں۔ تاہم ، کمپاؤنڈ سیمیکمڈکٹر مواد کی ایپلی کیشنز غیر معمولی ذخائر ، اعلی مادی اخراجات ، موروثی زہریلا ، گہری سطح کے نقائص اور بڑے سائز کے ویفروں کو گھڑنے میں دشواری جیسے مسائل سے محدود ہیں۔

اکیسویں صدی میں ، تیسری نسل کے سیمیکمڈکٹر مواد جیسےسلیکن کاربائڈ(ایس آئی سی) ، گیلیم نائٹریڈ (گان) ، اور زنک آکسائڈ (زیڈنو) وجود میں آگئے۔ وسیع بینڈ گیپ سیمیکمڈکٹر مواد کے طور پر جانا جاتا ہے ، تیسری نسل کے سیمیکمڈکٹر مواد عمدہ خصوصیات جیسے اعلی خرابی وولٹیج ، اعلی الیکٹران سنترپتی کی رفتار ، غیر معمولی تھرمل چالکتا ، اور شاندار تابکاری کے خلاف مزاحمت کی نمائش کرتے ہیں۔ یہ مواد سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز کی تیاری کے لئے موزوں ہیں جو اعلی درجہ حرارت ، اعلی وولٹیج ، اعلی تعدد ، اعلی تابکاری اور اعلی طاقت کی ایپلی کیشنز میں کام کرتے ہیں۔

آج کل ، چوتھی نسل کے سیمیکمڈکٹر مواد کی نمائندگی کی جاتی ہےگیلیم آکسائڈ(گاؤو) ، ڈائمنڈ (سی) اور ایلومینیم نائٹریڈ (ALN)۔ ان مواد کو الٹرا وسیع بینڈ گیپ سیمیکمڈکٹر مواد کہا جاتا ہے ، جس میں تیسری نسل کے سیمیکمڈکٹرز سے زیادہ خرابی والے فیلڈ کی طاقت ہوتی ہے۔ وہ اعلی وولٹیج اور بجلی کی سطح کا مقابلہ کرسکتے ہیں ، جو اعلی طاقت والے الیکٹرانک آلات اور اعلی کارکردگی والے ریڈیو فریکوینسی الیکٹرانک آلات تیار کرنے کے لئے موزوں ہیں۔ تاہم ، ان چوتھی نسل کے سیمیکمڈکٹر مواد کی مینوفیکچرنگ اور سپلائی چین پختہ نہیں ہے ، جس سے پیداوار اور تیاری میں اہم چیلنجز ہیں۔