سیمی کنڈکٹر ہماری زندگی کا لازمی حصہ بن چکے ہیں۔ آج، ہم سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل کی تلاش جاری رکھنے کے لیے "آٹھ بنیادی سیمی کنڈکٹر پروسیسز" سیریز پر واپس آتے ہیں۔ پچھلے مضمون میں، ہم نے ویفر کی تیاری کے عمل کے بارے میں سیکھا۔ اس مضمون میں، ہم آکسیکرن کے عمل کو متعارف کرائیں گے۔

ویفر آکسائیڈ پرت (سلیکون ڈائی آکسائیڈ، SiO2): تحفظ اور موصلیت فراہم کرتی ہے۔

انٹیگریٹڈ سرکٹس کے لیے خام مال کے طور پر استعمال ہونے سے پہلے، ریت سے نکالا جانے والا سلکان سلکان انگوٹ بنانے کے لیے صاف کرنے کے عمل کے ایک سلسلے سے گزرتا ہے۔ اس کے بعد سلیکون پنڈ کو یکساں موٹائی میں کاٹا جاتا ہے، پالش کیا جاتا ہے اور آخر کار سیمی کنڈکٹر ویفرز کی بنیاد بن جاتی ہے۔

ان مراحل سے تیار ہونے والے ویفرز کنڈکٹیو نہیں ہیں۔ لہذا، ان کو "سیمک کنڈکٹر" بنانے کے لیے مزید پروسیسنگ کی ضرورت ہے، جس میں conductive اور non-conductive خصوصیات دونوں ہیں۔ اس کو حاصل کرنے کے لیے، مختلف مادوں کو ویفر پر منتقل کرنے کی ضرورت ہے، اور سرکٹ کے نمونوں کو سطح پر کھینچا جاتا ہے۔ ان عملوں کو کئی بار دہرانے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

آکسیکرن اوپر بیان کردہ تمام عملوں کی بنیاد ہے۔ آکسیکرن عمل SiO2 کی ایک پرت تیار کرتا ہے، جو سرکٹس کے درمیان رساو کو روکنے کے لیے ایک موصل پرت کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ آکسائڈ کی تہہ بعد میں آئن امپلانٹیشن اور اینچنگ کے عمل کے دوران سلکان ویفر کی حفاظت بھی کر سکتی ہے۔

دوسرے الفاظ میں، سلکان ڈائی آکسائیڈ پرت سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے پورے عمل میں ایک قابل اعتماد شیلڈنگ پرت کے طور پر کام کرتی ہے۔ انٹیگریٹڈ سرکٹس کو زیادہ درستگی کی ضرورت ہوتی ہے، اور یہاں تک کہ چھوٹے آلودگی بھی انٹیگریٹڈ سرکٹ کی برقی کارکردگی پر منفی اثرات مرتب کر سکتے ہیں، جس سے آکسائیڈ پرت کا کردار اہم ہوتا ہے۔

یہ حفاظتی آکسائیڈ پرت کیسے بنتی ہے؟

جب ویفر ہوا میں آکسیجن یا دیگر کیمیائی مادوں کے سامنے آتا ہے، تو یہ ایک آکسائیڈ کی تہہ بناتا ہے، جیسا کہ ہوا کے سامنے آنے پر لوہے (Fe) کو زنگ لگ جاتا ہے۔

آکسیکرن کے کئی طریقے ہیں، جیسے تھرمل آکسیکرن، پلازما سے بڑھا ہوا کیمیائی بخارات جمع (PECVD)، اور الیکٹرو کیمیکل انوڈائزیشن۔ ان میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا تھرمل آکسیکرن عمل ہے جو 800-1200 ° C کے اعلی درجہ حرارت پر کیا جاتا ہے تاکہ سلکان ڈائی آکسائیڈ کی ایک پتلی اور یکساں تہہ بن سکے۔

تھرمل آکسیکرن کو خشک آکسیکرن اور گیلے آکسیکرن میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے، آکسیکرن ردعمل کے لیے استعمال ہونے والی گیسوں پر منحصر ہے۔ خشک آکسیڈیشن خالص آکسیجن (O؟) کا استعمال کرتی ہے، جس کے نتیجے میں آکسائیڈ کی تہہ کی ترقی سست ہوتی ہے، یہ پتلی تہوں کی تشکیل کے لیے ایک مثالی انتخاب ہے۔ خشک طریقہ کے ذریعہ تیار کردہ آکسائڈ بہترین برقی خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں۔ گیلے آکسیڈیشن میں آکسیجن (O؟) اور پانی کے بخارات (H?O) دونوں کا استعمال ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، آکسائڈ کی تہہ تیزی سے بڑھتی ہے اور موٹی ہو جاتی ہے. تاہم، گیلے طریقہ سے پیدا ہونے والے آکسائیڈ اتنے گھنے نہیں ہوتے جتنے خشک طریقے سے بنتے ہیں۔ ایک ہی وقت اور درجہ حرارت کے حالات میں، گیلے طریقے سے بننے والا آکسائیڈ خشک طریقہ سے بننے والے آکسائیڈ سے تقریباً پانچ سے دس گنا زیادہ موٹا ہوتا ہے۔

یہ مضمون بنیادی طور پر آکسائیڈ کی تہوں کے کام اور ان کی تشکیل کے طریقہ کار کو متعارف کرایا گیا ہے۔ براہ کرم اس سیریز کے اگلے حصے کے لیے دیکھتے رہیں، جہاں ہم یہ بتائیں گے کہ آکسائیڈ کی تہوں سے ڈھکے ویفرز پر سرکٹ پیٹرن کیسے پرنٹ کیے جاتے ہیں۔