"آکسیڈیشن" کے مرحلے کے دوران، ویفر کی سطح پر ایک آکسائیڈ پرت (SiO؟) بنتی ہے۔ ویفر سیمی کنڈکٹر پروسیسنگ میں سب سے اہم مواد ہے۔ آکسائیڈ پرت ویفر کی سطح کو نجاست سے بچاتی ہے، اور اگلا مرحلہ سیمی کنڈکٹر سرکٹ کو ڈیزائن کرنا ہے۔

سیمی کنڈکٹر چپ میں سرکٹ کیسا لگتا ہے؟ آئیے مل کر سیکھیں!

مائیکرو سیمی کنڈکٹر چپس اپنے اندر ہزاروں سے لاکھوں الیکٹرانک اجزاء (ڈائیوڈس، ٹرانزسٹرز، کیپسیٹرز، ریزسٹرس) پر مشتمل ہوتی ہیں۔ یہ سیمی کنڈکٹر انٹیگریٹڈ سرکٹس کیسے بنائے جاتے ہیں؟ آئیے پہلے سیمی کنڈکٹر کی ترقی کی تاریخ کو تھوڑا سا سمجھیں۔

ٹرانسسٹر: جہاں سے الیکٹرانک انقلاب شروع ہوا۔

1947 میں، بیل لیبارٹریز کے محققین، ریاستہائے متحدہ کی سب سے بڑی ٹیلی کمیونیکیشن کمپنی، امریکن ٹیلی فون اینڈ ٹیلی گراف (AT&T) کی مرکزی تحقیقی سہولت نے ٹرانزسٹر ایجاد کیا۔ اس ایجاد کو ابتدا میں "ایمپلیفائر" کہا گیا اور بعد میں اس کا نام تبدیل کر کے ٹرانجسٹر رکھ دیا گیا۔

ٹرانسسٹر تیزی سے الیکٹرانک مصنوعات کے بنیادی اجزاء بن گئے۔ تاہم، تکنیکی ترقی کے ساتھ، الیکٹرانک مصنوعات نے زیادہ سے زیادہ فعالیتیں لینا شروع کر دیں۔ اس کی وجہ سے ان اجزاء کی تعداد میں تیزی سے اضافہ ہوا جن کو آپس میں جوڑنے کی ضرورت تھی، جس میں ٹرانزسٹر اور ریزسٹرس سے لے کر ڈایڈس اور کیپسیٹرز شامل تھے۔ یہ رابطہ پوائنٹس زیادہ تر مصنوعات کی ناکامی کا سبب بھی بن گئے۔

1958 میں ٹیکساس انسٹرومینٹس (TI) کے انجینئر جیک کِلبی نے ایک حل تیار کیا۔ پیچیدہ الیکٹرانک اجزاء کو چھوٹا کیا جائے گا اور پھر ایک چھوٹی سطح پر سرکٹ کے طور پر پرنٹ کیا جائے گا۔ یہ سرکٹس ایک دوسرے کے اوپر اسٹیک کیے جائیں گے، جو انٹیگریٹڈ سرکٹس (ICs) کو جنم دیتے ہیں۔

انٹیگریٹڈ سرکٹس (ICs): الیکٹرانکس میں ایک انقلاب

ٹرانزسٹر، ریزسٹر، ڈائیوڈس، اور کیپسیٹرز، جو سیمی کنڈکٹر انٹیگریٹڈ سرکٹس (ICs) بناتے ہیں، برقی سگنلز کی گنتی اور ذخیرہ کرنے کے لیے ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں۔

آئیے ہر جزو کی کلاس کے فنکشن کو قریب سے دیکھیں۔ ٹرانسسٹر پاور سپلائی کو کھولنے اور بند کرنے کے لیے سوئچ کے طور پر کام کرتے ہیں، جبکہ کیپسیٹرز چارجز جمع اور ذخیرہ کرتے ہیں۔ مزاحم کرنٹ کو ریگولیٹ کرتے ہیں، اور ڈائیوڈس سگنل کی یکسانیت کو برقرار رکھتے ہیں۔

سیمی کنڈکٹر انٹیگریٹڈ سرکٹس تمام سرکٹ کے اجزاء کو پیچیدہ اور پیچیدہ ملٹی لیئر پیٹرن میں ضم کرکے تیار کیے جاتے ہیں۔ ان پیچیدہ سرکٹس کو دستی طور پر کھینچنا ناممکن ہے، اس لیے فوٹو گرافی کی تصاویر تیار کرنے جیسا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔

انٹیگریٹڈ سرکٹس کی ترقی نے سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کی ترقی کو متحرک کیا۔ انفرادی اجزاء کو دستی طور پر مربوط سرکٹس سے جوڑنے کا مطلب ہے چھوٹے پروڈکٹ فارم عوامل اور کم بجلی کی کھپت، جبکہ تیز ڈیٹا پروسیسنگ حاصل کرنا۔ فوٹو لیتھوگرافی ٹیکنالوجی کے استعمال کا مطلب یہ تھا کہ سیمی کنڈکٹر آئی سی قابل اعتماد اور بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے فائدہ مند تھے۔

1960 کی دہائی میں، بیل لیبز کے آنجہانی کورین-امریکی انجینئر، ڈاکٹر ڈاون کاہنگ، اور مارٹن اٹالا نے "MOS-FET" (میٹل-آکسائیڈ-سیمی کنڈکٹر فیلڈ-اثر ٹرانزسٹر) تیار کیا۔ انٹیگریٹڈ سرکٹس صحیح معنوں میں یہاں سے چمکنے لگے۔

MOS-FET نے روایتی دوئبرووی جنکشن ٹرانزسٹروں کی حدود کو حل کیا، جن کی تیاری مشکل تھی اور بہت زیادہ طاقت استعمال ہوتی تھی۔

60 سالوں میں، سیمی کنڈکٹرز ٹرانزسٹر سے مربوط سرکٹس اور MOS-FETs میں تیار ہوئے ہیں۔ مستقبل میں مزید اختراعات دلچسپ اور منتظر ہیں۔ 

اگلے مضمون میں، ہم متعارف کرائیں گے کہ کس طرح یہ پیچیدہ طریقے سے ڈیزائن کیے گئے سرکٹس کو اینچنگ کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے ویفرز پر کھینچا جاتا ہے۔