کیا ہماری زندگی سیمی کنڈکٹرز کے بغیر ایک دن چل سکتی ہے؟ ہماری روزمرہ کی زندگی کے بہت سے پہلو، بشمول اسمارٹ فونز، لیپ ٹاپ، کاریں، ٹیلی ویژن، اور کریڈٹ کارڈ، سیمی کنڈکٹرز سے الگ نہیں کیے جا سکتے۔ یہ سیمی کنڈکٹرز ہماری زندگیوں پر گہرا اثر ڈالتے ہیں۔ تو، وہ کیسے بنائے جاتے ہیں؟

اگر آپ کو سیمی کنڈکٹرز کے بارے میں کچھ بنیادی معلومات ہیں، تو آپ نے سیمی کنڈکٹر کے آٹھ بنیادی عمل کے بارے میں سنا ہوگا۔ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے لیے درکار متعدد کاموں کو آٹھ بنیادی عملوں میں تقسیم کیا گیا ہے، جیسا کہ ہمارے مضمون کی پہلی تصویر میں عنوان سے اشارہ کیا گیا ہے: "آٹھ بنیادی سیمی کنڈکٹر پروسیسز۔"

آج، ہم پہلے قدم، "وفر مینوفیکچرنگ" پر ایک نظر ڈالیں گے۔ ہم اس بات پر تبادلہ خیال کریں گے کہ مربوط سرکٹس کا بنیادی مواد کن ویفرز سے بنتا ہے، اور انہیں کیسے بنایا جاتا ہے۔

ویفر مینوفیکچرنگ کے لیے درکار مواد

اس سے پہلے کہ ہم شروع کریں، آئیے ایک مختصر سوال پوچھیں! سیمی کنڈکٹر انٹیگریٹڈ سرکٹس اور ویفرز کے درمیان کیا تعلق ہے؟ ایک مربوط سرکٹ سیمی کنڈکٹر چپ کی ایک قسم ہے جس میں مختلف افعال کے لیے متعدد برقی اجزاء ہوتے ہیں۔ انٹیگریٹڈ سرکٹس ایک سبسٹریٹ پر بہت سے ایک جیسے سرکٹس بنا کر تیار کیے جاتے ہیں جسے ویفر کہتے ہیں۔ لہذا، ویفر سیمی کنڈکٹرز کی بنیاد ہیں۔ یہ پیزا بنانے کے مترادف ہے - ہم پہلے آٹا تیار کرتے ہیں تاکہ ہم بعد میں ٹاپنگز شامل کرسکیں۔

ویفرز سرکلر ڈسک ہیں جو سلیکون ویفرز یا دیگر عناصر جیسے گیلیم آرسنائیڈ سے کاٹی جاتی ہیں۔ زیادہ تر ویفرز ریت سے نکالے گئے سلکان سے بنائے جاتے ہیں۔

ریاستہائے متحدہ میں سیلیکون ویلی کا آغاز سیمی کنڈکٹر انڈسٹری سے ہوا، آخر کار یہ عالمی سافٹ ویئر انڈسٹری کا مرکز بن گئی۔ بتایا جاتا ہے کہ اس کا نام سیمی کنڈکٹر خام مال "سلیکون" اور سانتا کلارا کی "وادی" کا مجموعہ ہے۔ "سلیکون ویلی" کا نام آپ کو یہ یاد رکھنے میں مدد دے سکتا ہے کہ سیمی کنڈکٹر ویفرز کے لیے سلکان ایک ضروری خام مال ہے۔ سلیکون سپلائی میں وافر ہے، فطرت میں سب سے زیادہ پرچر عنصر ہے، اور غیر زہریلا اور ماحول دوست خصوصیات رکھتا ہے۔ آئیے ایک ساتھ مل کر ویفر مینوفیکچرنگ کے عمل پر ایک نظر ڈالتے ہیں!

مرحلہ 1: سلیکن انگوٹ مینوفیکچرنگ

ریت سے نکالے گئے سلکان کو سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے لیے استعمال کرنے سے پہلے اسے صاف کرنے کے عمل سے گزرنا پڑتا ہے۔ اسے اس وقت تک گرم کیا جاتا ہے جب تک کہ یہ پگھل کر اعلیٰ پاکیزگی والے مائع میں تبدیل نہ ہو جائے اور پھر کرسٹلائزیشن کے ذریعے مضبوط ہو جائے۔ نتیجے میں سلکان کی چھڑی کو سلکان پنڈ کہا جاتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر کے عمل میں صرف انتہائی اعلیٰ طہارت کے ساتھ انگوٹ استعمال کیے جا سکتے ہیں، جن کے لیے چند نینو میٹر تک انتہائی اعلیٰ درستگی کی ضرورت ہوتی ہے۔

مرحلہ 2: پتلی ویفرز بنانے کے لیے انگوٹھے کاٹنا

سلیکون پنڈ کی شکل گھومنے والی چوٹی سے ملتی جلتی ہے، اور اسے تیز ہیرے کے آری بلیڈ کا استعمال کرتے ہوئے یکساں طور پر موٹی سرکلر ڈسکس میں کاٹا جاتا ہے، جسے ویفرز کہا جاتا ہے۔ پنڈ کا قطر ویفر کے سائز کا تعین کرتا ہے، جیسے کہ 150 ملی میٹر (6 انچ)، 200 ملی میٹر (8 انچ) اور 300 ملی میٹر (12 انچ) ویفر۔ پتلے ویفرز کے نتیجے میں پیداواری لاگت کم ہوتی ہے، اور بڑے قطر فی ویفر میں زیادہ تعداد میں سیمی کنڈکٹر چپس تیار کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ لہذا، wafers تیزی سے پتلی اور بڑے ہوتے جا رہے ہیں.

مرحلہ 3: ویفر کی سطح کو پیسنا اور پالش کرنا

تازہ کٹے ہوئے ویفرز کو ہموار، آئینے کی طرح ختم کرنے کے لیے پروسیسنگ سے گزرنا پڑتا ہے۔ تازہ کٹے ہوئے ویفر کی سطح کھردری ہے اور اس میں نقائص ہیں، جو سرکٹ کی درستگی پر منفی اثر ڈال سکتے ہیں۔ پالش کرنے والے سیال اور پالش کرنے والی مشینیں ویفر کی سطح کو پالش کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔

مزید پروسیسنگ سے پہلے، پالش شدہ ویفر کو ننگے ویفر کہا جاتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ اس پر ابھی تک کوئی چپس تیار نہیں کی گئی ہیں۔ مختلف جسمانی اور کیمیائی عملوں کا استعمال کرتے ہوئے ننگے ویفرز پر مربوط سرکٹس کی تیاری کے بعد، ویفر آخر کار نیچے کی تصویر کی طرح نظر آتا ہے۔ آئیے ایک ساتھ ویفر کے مختلف حصوں کے ناموں پر ایک نظر ڈالتے ہیں!

1. ویفر: ایک سرکلر پلیٹ (ڈسک) جو سیمی کنڈکٹر ICs کے لیے بنیادی مواد کے طور پر کام کرتی ہے۔

2. مرنا: ویفر پر بہت سے چھوٹے مربع ہیں، اور ہر چھوٹے مربع کو ڈائی کہا جاتا ہے، جو مربوط الیکٹرانک سرکٹ کی آئی سی چپ ہے۔

3. سکرائب لائن: بظاہر ڈیز آپس میں پھنسے ہوئے ہیں، لیکن درحقیقت ان کے درمیان فاصلہ ہے۔ ان خلا کو سکریب لائنز کہا جاتا ہے۔ سکریب لائنز کا مقصد ہر چپ کو پروسیسنگ کے بعد ویفر سے کاٹ کر چپس میں جوڑنا ہے۔ سکریب لائنوں کا وقفہ ہیرے کی آری کو محفوظ طریقے سے ویفر کو کاٹنے کی اجازت دیتا ہے۔

4. فلیٹ زون: یہ علاقہ ویفر کی ساخت کی شناخت میں مدد کے لیے متعارف کرایا گیا ہے اور ویفر پروسیسنگ کے دوران ایک حوالہ لائن کے طور پر کام کرتا ہے۔ چونکہ ویفر کا کرسٹل ڈھانچہ بہت عمدہ ہے اور اسے ننگی آنکھ سے اندازہ نہیں لگایا جا سکتا، اس فلیٹ زون کو ویفر کی عمودی اور افقی سمتوں کا تعین کرنے کے لیے ایک حوالہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

5. نشان: حال ہی میں، پچھلے فلیٹ زونز کی جگہ نوچز کے ساتھ ویفرز نمودار ہوئے ہیں۔ نوچ والے ویفرز فلیٹ زون والے ویفرز سے زیادہ کارآمد ہوتے ہیں کیونکہ وہ زیادہ چپس بنا سکتے ہیں۔

سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کو بنیادی طور پر ویفر مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں تقسیم کیا گیا ہے، جو ویفرز تیار کرتی ہے، اور مینوفیکچرنگ (FAB) انڈسٹری، جو ویفرز پر سرکٹس ڈیزائن اور تیار کرتی ہے۔ پیکیجنگ انڈسٹری بھی ہے، جہاں پراسیس شدہ ویفرز کو چپس میں کاٹا جاتا ہے اور نمی اور جسمانی نقصان کو روکنے کے لیے پیک کیا جاتا ہے۔

آج، ہم نے متعارف کرایا کہ ویفر کیا ہے، ویفر کے ہر حصے کے نام، اور ویفر کیسے تیار کیے جاتے ہیں۔ ہم امید کرتے ہیں کہ آپ کو آٹھ بنیادی سیمی کنڈکٹر پروسیسز کا یہ سلسلہ دلچسپ اور مددگار لگے گا۔