سیمی کنڈکٹر چپس بہت سی مائیکرو اسکیل تہوں پر مشتمل ہوتی ہیں جو ناخن سے چھوٹی اور کاغذ سے پتلی ہوتی ہیں۔ سیمی کنڈکٹر اونچے اور گھنے اسٹیک ہوتے ہیں، جو اونچی عمارتوں کی طرح پیچیدہ ڈھانچے بناتے ہیں۔

اس طرح کے ڈھانچے کو بنانے کے لیے، درج ذیل اقدامات کو متعدد بار دہرانے کی ضرورت ہے: لتھوگرافی - سنگل کرسٹل سیلیکون ویفر (سیمی کنڈکٹرز کے لیے خام مال) کے اوپر کو پتلی فلم اور پیٹرننگ سرکٹس کے ساتھ کوٹنگ، اینچنگ - غیر ضروری مواد کو منتخب طور پر ہٹانا، اور پھر سطح کی نجاست کو صاف کریں۔

اینچنگ اور صفائی کے عمل کے بعد، پتلی فلم سرکٹس کو الگ کرنے، منسلک کرنے اور ان کی حفاظت کے لیے کام کرتی ہے۔ اگلا، ہم پتلی فلموں کی تیاری کے لیے جمع کرنے کے عمل اور سیمی کنڈکٹر برقی خصوصیات کو فراہم کرنے کے لیے آئن امپلانٹیشن کے عمل کو متعارف کرائیں گے۔

جمع کرنے کا عمل: ویفر پر پتلی فلمیں لگانا

اصطلاح "پتلی فلم" سے مراد ایک ایسی فلم ہے جو 1 مائکرون (μm) یا اس سے زیادہ پتلی ہے، ایسی موٹائی جسے سادہ مکینیکل پروسیسنگ کے ذریعے حاصل نہیں کیا جاسکتا۔ جمع عمل کا ایک سلسلہ ہے جس میں مطلوبہ سالماتی یا جوہری سطح کی پتلی فلموں کے ساتھ ویفر کی کوٹنگ شامل ہے۔ فلموں کی انتہائی پتلی نوعیت کی وجہ سے، فلموں کو ویفر پر یکساں طور پر لاگو کرنے کے لیے درست تکنیکوں کی ضرورت ہوتی ہے۔

جمع کو عام طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ یہ دو قسمیں جسمانی بخارات جمع (PVD) اور کیمیائی بخارات جمع (CVD) ہیں۔

جسمانی بخارات کا ذخیرہ بنیادی طور پر دھاتی فلموں کو کیمیائی رد عمل کے بغیر جمع کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ دوسری طرف، کیمیائی بخارات جمع کرنے میں گیس کے کیمیائی رد عمل سے بننے والے ذرات کے بخارات پر بیرونی توانائی کا استعمال شامل ہے، اور بخارات کو جمع کرنے کے لیے سطح پر چھڑکایا جاتا ہے۔ اس تکنیک کا استعمال پتلی فلموں کو کنڈکٹرز، انسولیٹروں اور سیمی کنڈکٹرز پر جمع کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔

موجودہ سیمی کنڈکٹر کے عمل میں کیمیائی بخارات جمع کرنے کا سب سے زیادہ استعمال ہونے والا طریقہ ہے۔ اس کو مزید تھرمل CVD، پلازما CVD، اور Photo-Induced CVD میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے، استعمال شدہ بیرونی توانائی کے ذریعہ پر منحصر ہے۔ ان میں سے، پلازما سی وی ڈی سب سے عام ایپلی کیشن ہے کیونکہ یہ کم درجہ حرارت پر فلمیں بنا سکتا ہے، فلم کی موٹائی کی یکسانیت کو کنٹرول کر سکتا ہے، اور زیادہ حجم کو سنبھال سکتا ہے۔

جمع کرنے کے عمل کے ذریعے بننے والی پتلی فلم دو تہوں پر مشتمل ہوتی ہے: سرکٹس کے درمیان برقی سگنلز کو جوڑنے کے لیے ایک دھاتی (کنڈکٹیو) پرت، اور اندرونی باہم مربوط تہوں کے درمیان برقی تنہائی کے لیے یا آلودگیوں کو داخل ہونے سے روکنے کے لیے ایک موصل تہہ۔

آئن امپلانٹیشن: ویفرز کو سیمی کنڈکٹرز میں تبدیل کرنا۔

اس مقام پر، سیمی کنڈکٹر کو برقی خصوصیات فراہم کرنے کے لیے ایک عمل کی ضرورت ہے۔ سیمی کنڈکٹرز میں کنڈکٹر اور انسولیٹر دونوں خصوصیات ہیں، اور آئن امپلانٹیشن بنیادی طور پر سیلیکون ویفرز کو سیمی کنڈکٹرز میں تبدیل کرنے کا عمل ہے۔ خالص سلکان ایک انسولیٹر ہے اور بجلی نہیں چلاتا، لیکن نجاست کے اضافے سے چالکتا پیدا ہوتا ہے، جس سے یہ برقی کرنٹ لے جانے کے قابل ہوتا ہے۔

یہ نجاست آئنوں کے نام سے مشہور ہیں۔ یہ آئن گیس جیسے چھوٹے ذرات میں تبدیل ہو جاتے ہیں اور پھر ویفر کے سامنے والے حصے میں مطلوبہ گہرائی تک لگائے جاتے ہیں۔ استعمال شدہ نجاست 15ویں گروپ (P، فاسفورس؛ جیسا کہ، آرسینک) یا متواتر جدول کے 13ویں گروپ (B، بوران) سے آتی ہے۔ 15 ویں گروپ کے عناصر کی پیوند کاری کے نتیجے میں ایک این ٹائپ سیمی کنڈکٹر (الیکٹران قسم) بنتا ہے، جبکہ 13 ویں گروپ کے عناصر کو پی-ٹائپ سیمی کنڈکٹر (ہول-قسم) میں لگانے کا نتیجہ ہوتا ہے۔

جمع کرنے کا عمل بہت اہم ہے کیونکہ جمع شدہ فلموں کی موٹائی اور یکسانیت سیمی کنڈکٹر کے معیار کا تعین کرتی ہے۔ مستقبل کے سیمی کنڈکٹر سرکٹ ڈھانچے کی موٹائی انسانی بالوں سے لاکھوں گنا زیادہ پتلی ہوگی۔ ان سرکٹس میں برقی خصوصیات رکھنے کے لیے، پتلی اور زیادہ یکساں پتلی فلمیں بنانے کے لیے زیادہ جدید جمع کرنے کی تکنیکوں کی ضرورت ہوتی ہے۔

اگلے آرٹیکل میں، ہم دھاتی کے آپس میں جڑنے کے بارے میں جانیں گے، جن کا مقصد آکسیڈیشن، فوٹو لیتھوگرافی، اینچنگ، اور جمع کرنے کے عمل کے ذریعے پیدا ہونے والے عناصر کو جوڑنا اور سرکٹس بنانا ہے۔