SiC Wafer Fabrication Process کا مختصر تعارف

جدید ترین سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں ناگزیر سبسٹریٹ مواد کے طور پر،سلکان کاربائیڈ ویفرزبہترین تھرمل اور برقی خصوصیات کی نمائش، اعلی درجہ حرارت، اعلی تعدد، اعلی طاقت اور تابکاری سے بچنے والے مربوط الیکٹرانک آلات میں وسیع اطلاق کے امکانات پر فخر کرتے ہیں۔

چونکہ SiC سبسٹریٹس کی مشینی درستگی فائنل سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کی کارکردگی کو براہ راست متاثر کرتی ہے، اس لیے سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ ایپلی کیشنز کے لیے SiC ویفرز کی سطح کے معیار پر انتہائی سخت تقاضے عائد کیے جاتے ہیں۔ یہ مقالہ مختصر طور پر اعلیٰ معیار کے سلکان کاربائیڈ ویفرز کی تیاری کے عمل کو بیان کرتا ہے۔

1. خام مال کی تیاری

اعلی پاکیزگی والا سلکان پاؤڈر اور کاربن پاؤڈر، ایک مخصوص تناسب میں ملا کر، سلکان کاربائیڈ کے ذرات کی ترکیب کے لیے 2000℃ سے زیادہ درجہ حرارت پر رد عمل ظاہر کیا جاتا ہے۔ اور پھر اعلیٰ معیار کا سلکان کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر جو SiC کرسٹل کی نمو کی ضروریات کو مکمل طور پر پورا کرتا ہے، بعد میں ریفائننگ کے طریقہ کار جیسے کرشنگ اور کیمیائی صفائی سے گزرتا ہے۔

2. کرسٹل کی ترقی

اعلیٰ معیار کے SiC مائیکرو پاؤڈر کو اعلی درجہ حرارت والی بھٹی کے اندر کروسیبل میں رکھا جاتا ہے اور پھر اسے اس کے اعلیٰ درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے، جس میں یہ گل سڑ کر Si، Si₂C اور SiC₂ جیسی گیسوں میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ محوری درجہ حرارت کے میلان کے اثر کے تحت، یہ گیسیں اوپری فرنس زون کی طرف منتقل ہو جاتی ہیں اور SiC سیڈ کرسٹل کے ارد گرد جمع ہو جاتی ہیں، آہستہ آہستہ ایک بیلناکار انگوٹ میں بڑھ جاتی ہیں۔

3. پنڈ پروسیسنگ اور ویفر سلائسنگ

جیسا کہ اگایا ہوا سلیکون کاربائیڈ پنڈ ایک ایکس رے سنگل کرسٹل اورینٹیشن آلے کے ذریعہ بنایا گیا ہے اور سطح کو چپٹا کرنے اور بیلناکار پیسنے کے ذریعے معیاری قطر کے خالی جگہوں میں پروسیس کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد تیار شدہ معیاری SiC خالی جگہوں کو ملٹی وائر سلائسنگ آلات کے ذریعہ 1 ملی میٹر سے زیادہ موٹائی کے ساتھ پتلی ویفرز میں کاٹا جاتا ہے۔

4. ویفر لیپنگ اور پالش کرنا

کٹے ہوئے ویفرز کو مطلوبہ چپٹا اور کھردرا پن حاصل کرنے کے لیے مختلف پارٹیکل سائز کے ڈائمنڈ لیپنگ سلوریز کا استعمال کرتے ہوئے گراؤنڈ کیا جاتا ہے، SiC ویفرز کی نقصان سے پاک الٹرا ہموار سطح کو حاصل کرنے کے لیے مشترکہ مکینیکل پالشنگ اور کیمیکل مکینیکل پالش کرنے کے عمل کو لاگو کیا جاتا ہے۔

5. ویفر معائنہ

SiC ویفرز کے مختلف پیرامیٹرز کو پیشہ ورانہ آلات سے جانچا جاتا ہے، بشمول آپٹیکل مائیکروسکوپ، ایکس رے ڈفریکٹومیٹر، اٹامک فورس مائیکروسکوپ، نان کنٹیکٹ ریزسٹویٹی ٹیسٹر، سطح فلیٹنیس ٹیسٹر، اور جامع سطح کی خرابی ٹیسٹر۔ جانچ شدہ اشیاء میں مائیکرو پائپ کی کثافت، کرسٹل کا معیار، سطح کا کھردرا پن، مزاحمتی صلاحیت، وارپ، بو، موٹائی میں تغیر، اور سطح کے خراشیں شامل ہیں، جن کی بنیاد پر ہر ویفر کے معیار کی درجہ بندی کی جاتی ہے۔

6. ویفر کی صفائی

پالشSiC ویفرزاسے عام طور پر کیمیکل کلیننگ ایجنٹس اور انتہائی خالص پانی کا استعمال کرتے ہوئے صاف کیا جاتا ہے تاکہ سطح کے ناپسندیدہ آلودگیوں اور بقایا پالش کرنے والی گندگی کو اچھی طرح سے ہٹایا جا سکے اور پھر اسپن ڈرائر کے ساتھ انتہائی اعلیٰ خالص نائٹروجن ماحول میں خشک کیا جائے۔ صاف اور خشک ویفرز کو سیمی کنڈکٹر گریڈ کلین روم میں کلین ویفر کیسٹوں میں پیک کیا جاتا ہے، جس سے وہ نیچے کی طرف صفائی کے معیار پر پوری طرح پورا اترتے ہیں۔