SiC سنگل کرسٹل سبسٹریٹ پروسیسنگ

سلکان کاربائیڈ (SiC) سنگل کرسٹلبنیادی طور پر sublimation طریقہ استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جاتا ہے. کرسٹیبل سے کرسٹل کو ہٹانے کے بعد، قابل استعمال ویفرز بنانے کے لیے کئی پیچیدہ پروسیسنگ اقدامات کی ضرورت ہوتی ہے۔ پہلا قدم SiC boule کے کرسٹل واقفیت کا تعین کرنا ہے۔ اس کے بعد، بیلناکار شکل حاصل کرنے کے لیے باؤل بیرونی قطر کی پیسنے سے گزرتا ہے۔ این قسم کے SiC ویفرز کے لیے، جو عام طور پر پاور ڈیوائسز میں استعمال ہوتے ہیں، بیلناکار کرسٹل کی اوپری اور نچلی دونوں سطحوں کو عام طور پر {0001} چہرے کی نسبت 4° زاویہ پر طیارہ بنانے کے لیے مشین بنایا جاتا ہے۔

اس کے بعد، ویفر کی سطح کی کرسٹل واقفیت کی وضاحت کرنے کے لیے دشاتمک کنارے یا نوچ کٹنگ کے ساتھ پروسیسنگ جاری رہتی ہے۔ بڑے قطر کی پیداوار میںSiC ویفرزدشاتمک نشان ایک عام تکنیک ہے۔ بیلناکار SiC سنگل کرسٹل کو پھر پتلی چادروں میں کاٹا جاتا ہے، بنیادی طور پر ملٹی وائر کاٹنے کی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے۔ اس عمل میں کاٹنے والی تار اور SiC کرسٹل کے درمیان کھرچنے والی جگہیں لگانا شامل ہے جبکہ کاٹنے کی حرکت کو آسان بنانے کے لیے دباؤ کا اطلاق ہوتا ہے۔

تصویر 1  SIC ویفر پروسیسنگ ٹیکنالوجی کا جائزہ

(a) کروسیبل سے SiC پنڈ کو ہٹانا؛ (ب) بیلناکار پیسنا؛ (c) دشاتمک کنارے یا نشان کاٹنے؛ (d) ملٹی وائر کاٹنا؛ (e) پیسنا اور پالش کرنا

سلائسنگ کے بعد،SiC ویفرزاکثر موٹائی اور سطح کی بے قاعدگیوں میں تضادات دکھاتے ہیں، مزید چپٹا علاج کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ مائکرون سطح کی سطح کی ناہمواری کو ختم کرنے کے لیے پیسنے سے شروع ہوتا ہے۔ اس مرحلے کے دوران، کھرچنے والی کارروائی باریک خروںچ اور سطح کی خامیاں متعارف کروا سکتی ہے۔ اس طرح، آئینے کی طرح ختم کرنے کے لیے بعد میں پالش کرنے کا مرحلہ بہت اہم ہے۔ پیسنے کے برعکس، پالش کرنے میں باریک کھرچنے والی چیزوں کا استعمال ہوتا ہے اور اس میں خروںچ یا اندرونی نقصان کو روکنے کے لیے انتہائی احتیاط کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے سطح کی ہمواری کو یقینی بنایا جاتا ہے۔

ان طریقہ کار کے ذریعے،SiC ویفرزکھردرے پروسیسنگ سے لے کر درست مشینی تک تیار ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک چپٹی، آئینے جیسی سطح ہوتی ہے جو اعلیٰ کارکردگی والے آلات کے لیے موزوں ہوتی ہے۔ تاہم، ان تیز کناروں سے نمٹنا جو اکثر پالش ویفرز کے چاروں طرف بنتے ہیں۔ یہ تیز دھارے دیگر اشیاء کے ساتھ رابطے میں ٹوٹنے کے لیے حساس ہوتے ہیں۔ اس نزاکت کو کم کرنے کے لیے، ویفر پریمیٹر کے کنارے پیسنا ضروری ہے۔ بعد میں استعمال کے دوران ویفرز کی وشوسنییتا اور حفاظت کو یقینی بنانے کے لیے صنعتی معیارات قائم کیے گئے ہیں۔

SiC کی غیر معمولی سختی اسے مختلف مشینی ایپلی کیشنز میں ایک مثالی کھرچنے والا مواد بناتی ہے۔ تاہم، یہ ویفرز میں SiC باؤلز کی پروسیسنگ میں چیلنجز بھی پیش کرتا ہے، کیونکہ یہ ایک وقت طلب اور پیچیدہ عمل ہے جسے مسلسل بہتر بنایا جا رہا ہے۔ روایتی سلائسنگ طریقوں کو بہتر بنانے کے لیے ایک امید افزا جدت لیزر کٹنگ ٹیکنالوجی ہے۔ اس تکنیک میں، ایک لیزر بیم کو بیلناکار SiC کرسٹل کے اوپر سے ہدایت کی جاتی ہے، کرسٹل کے اندر ایک ترمیم شدہ زون بنانے کے لیے مطلوبہ کاٹنے کی گہرائی پر توجہ مرکوز کی جاتی ہے۔ پوری سطح کو اسکین کرنے سے، یہ تبدیل شدہ زون آہستہ آہستہ ایک ہوائی جہاز میں پھیلتا ہے، جس سے پتلی چادروں کو الگ کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ روایتی ملٹی وائر کٹنگ کے مقابلے میں، جس میں اکثر کیرف کا اہم نقصان ہوتا ہے اور سطح کی بے قاعدگیوں کو متعارف کرایا جا سکتا ہے، لیزر سلائسنگ کرف کے نقصان اور پروسیسنگ کے وقت کو نمایاں طور پر کم کرتی ہے، اور اسے مستقبل کی ترقی کے لیے ایک امید افزا طریقہ کے طور پر پوزیشن میں لاتی ہے۔

ایک اور جدید سلائسنگ ٹیکنالوجی الیکٹریکل ڈسچارج کٹنگ کا اطلاق ہے، جو دھاتی تار اور SiC کرسٹل کے درمیان خارج ہونے والے مادہ کو پیدا کرتی ہے۔ یہ طریقہ کارف کے نقصان کو کم کرنے کے ساتھ ساتھ پروسیسنگ کی کارکردگی کو مزید بڑھانے میں فوائد کا حامل ہے۔

کے لیے ایک مخصوص نقطہ نظرایس سی ویفرپروڈکشن میں SiC سنگل کرسٹل کی ایک پتلی فلم کو متضاد سبسٹریٹ پر لگانا شامل ہے، اس طرح من گھڑتSiC ویفرز. یہ بانڈنگ اور لاتعلقی کا عمل ہائیڈروجن آئنوں کے SiC سنگل کرسٹل میں پہلے سے طے شدہ گہرائی تک انجیکشن کے ساتھ شروع ہوتا ہے۔ SiC کرسٹل، جو اب آئن امپلانٹڈ پرت سے لیس ہے، ایک ہموار سپورٹنگ سبسٹریٹ، جیسے پولی کرسٹل لائن SiC پر تہہ کیا گیا ہے۔ دباؤ اور حرارت کو لاگو کرنے سے، SiC سنگل کرسٹل پرت کو معاون سبسٹریٹ پر منتقل کیا جاتا ہے، لاتعلقی کو مکمل کرتے ہوئے. منتقل شدہ SiC پرت سطح کو چپٹا کرنے کے علاج سے گزرتی ہے اور اسے بانڈنگ کے عمل میں دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اگرچہ سپورٹنگ سبسٹریٹ کی قیمت SiC سنگل کرسٹل سے کم ہے، لیکن تکنیکی چیلنجز باقی ہیں۔ اس کے باوجود، اس علاقے میں تحقیق اور ترقی فعال طور پر آگے بڑھ رہی ہے، جس کا مقصد مجموعی مینوفیکچرنگ لاگت کو کم کرنا ہے۔SiC ویفرز.

خلاصہ میں، کی پروسیسنگSiC سنگل کرسٹل سبسٹریٹسپیسنے اور کاٹنے سے لے کر پالش اور کنارے کے علاج تک متعدد مراحل شامل ہیں۔ لیزر کٹنگ اور الیکٹریکل ڈسچارج مشیننگ جیسی اختراعات کارکردگی کو بہتر بنا رہی ہیں اور مادی فضلہ کو کم کر رہی ہیں، جبکہ سبسٹریٹ بانڈنگ کے نئے طریقے لاگت سے موثر ویفر کی پیداوار کے متبادل راستے پیش کرتے ہیں۔ چونکہ صنعت بہتر تکنیکوں اور معیارات کے لیے کوششیں جاری رکھے ہوئے ہے، حتمی مقصد اعلیٰ معیار کی پیداوار ہے۔SiC ویفرزجو جدید الیکٹرانک آلات کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔