جیسے جیسے گھریلو سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کی خودمختاری کی رفتار پورے بورڈ میں تیز ہو رہی ہے، کلیدی اجزاء اور بنیادی مواد کی لوکلائزیشن پیریفرل سے کور لنکس کی طرف بڑھ رہی ہے۔ کیمیاوی طور پر بخارات جمع شدہ سلکان کاربائیڈ (CVD SiC) اپنی انتہائی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کے ساتھ، سیمی کنڈکٹر آلات کے اجزاء میں لوکلائزیشن کے لیے ایک اہم میدان جنگ بن گیا ہے۔ ایک طویل عرصے سے، اعلی-سی وی ڈی SiC اجزاء پر بیرون ملک کمپنیوں کی اجارہ داری رہی ہے، جس نے چین میں اینچنگ، پتلی-فلم ڈپوزیشن، اور کلیننگ ٹولز جیسے بنیادی آلات کی تکراری اپ گریڈنگ کو محدود کر دیا ہے۔ گھریلو CVD SiC کی تیاری کی ٹیکنالوجی میں جاری کامیابیوں اور پیداواری صلاحیت کے مسلسل رول آؤٹ کے ساتھ، سامان کی رکاوٹوں کو دور کرنے کے لیے مادی پہلو سے شروع ہونے والی لوکلائزیشن کی ایک لہر-پہلے ہی شروع ہو چکی ہے، جو چین کے جدید عمل سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کی مسلسل ترقی کی حمایت کرنے والی کلیدی قوت بن رہی ہے۔ آئیے ایک نظر ڈالتے ہیں: اعلی-سیمی کنڈکٹر کا سامان کیوں CVD SiC سے الگ نہیں کیا جا سکتا؟
سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے بنیادی عمل-چاہے پلازما اینچنگ، پتلی-فلم کا ذخیرہ، یا اپیٹیکسیل گروتھ-انتہائی سخت حالات میں کام کرتے ہیں۔ چیمبر اعلی-توانائی کے سنکنرن پلازما سے بھرا ہوا ہے (مثال کے طور پر، کلورین- یا فلورین-ایچنگ گیسوں پر مشتمل ہے)، درجہ حرارت ایک ہزار ڈگری سیلسیس سے زیادہ تک پہنچ سکتا ہے، اس کے ساتھ برقی فیلڈ کے مضبوط دباؤ بھی شامل ہیں... ایسے پگھلنے والے برتن میں، دھات اور روایتی مواد جیسے دھاتی مواد کے ساتھ روایتی ماحول نہیں بن سکتا۔ CVD SiC اعلیٰ-سیمی کنڈکٹر آلات کے لیے ایک مثالی مواد کے طور پر ابھرا ہے۔
روایتی سیرامک بنانے کے عمل کے برعکس جیسے کہ ری ایکشن sintering یا پریشر لیس sintering، CVD SiC کیمیائی بخارات جمع کرنے کا استعمال کرتا ہے۔ سلکان- اور کاربن-جس میں ہائیڈروجن یا ارگون جیسی کیریئر گیسوں کے ساتھ گیسی پیشگی شامل ہیں، کو 1300 ڈگری سے زیادہ گرم کیے جانے والے ری ایکشن چیمبر میں متعارف کرایا جاتا ہے۔ یہ گیسیں سبسٹریٹ کی سطح پر تھرمل سڑن اور کیمیائی رد عمل سے گزرتی ہیں، جس سے سلیکون کاربائیڈ تہہ ایٹم ایٹم کے ذریعے بڑھتی ہے۔ روایتی پاؤڈر میٹالرجی سے الگ یہ فیبریکیشن روٹ، نہ صرف CVD SiC کو روایتی سلکان کاربائیڈ سیرامکس-اعلی سختی، اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت، تیزاب/الکلی سنکنرن مزاحمت، اور اعلی مکینیکل طاقت-کے فوائد فراہم کرتا ہے بلکہ CVD SiC کو حاصل کرنے کے لیے دیگر مشکل خصوصیات کے ساتھ سی وی ڈی ایس آئی سی کی سیریز کے لیے بہت مشکل ہے۔
اعلی پاکیزگی: CVD عمل ppb سطح پر مواد کی پاکیزگی کو حاصل کرتے ہوئے، جمع کرنے کے جوہری سطح پر- کنٹرول کو قابل بناتا ہے۔ فلم کی موٹائی، ساخت، اور کرسٹل کا ڈھانچہ انتہائی یکساں ہے، نجاستوں اور نقائص کو کم کرتا ہے، اور کارکردگی کے استحکام کو بڑھاتا ہے۔ اصل کارکردگی نظریاتی کارکردگی کے قریب پہنچتی ہے۔
گھنا، تاکنا-مفت ڈھانچہ: سنٹرڈ SiC، عمل کی اصلاح سے قطع نظر، ہمیشہ ذرات کے درمیان بقایا مائیکرومیٹر-پیمانے پر مشتمل ہوتا ہے۔ پلازما کے ماحول میں، سنکنرن گیسیں ان چھیدوں کے ذریعے گھس سکتی ہیں، جس کی وجہ سے ترقی پسند سنکنرن ہوتی ہے جو بالآخر کریکنگ اور پارٹیکل شیڈنگ کا باعث بنتی ہے۔ اس کے برعکس، CVD SiC ایٹم-ذریعہ-ایٹم یا مالیکیولر کلسٹرز کے ذریعے جمع کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک گھنی سطح ہوتی ہے جس میں سنکنرن گیسوں کے خلاف اعلیٰ مزاحمت ہوتی ہے (مثلاً، کلورین- اور فلورین-پرجاتیوں پر مشتمل ہوتی ہے) اور کیمیکلز وغیرہ جیسے ماحولیات میں اعلی-درجہ حرارت آکسیکرن۔ یہ ذرہ کی چپکنے اور لاتعلقی کو بھی کم کرتا ہے، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں آلودگی-متعلقہ پیداوار کے نقصان کو کم کرتا ہے، اجزاء کی عمر کو بڑھاتا ہے، اور اینچنگ، جمع، آئن امپلانٹیشن، اور دیگر عملوں میں مطلوبہ حالات کو اپناتا ہے۔
شکل کی لچک: CVD ایک گیس-فیز ری ایکشن ہے۔ پیشگی گیسیں کسی بھی نظر آنے والی سطح پر پھیل سکتی ہیں، پیچیدہ تین جہتی سطحوں، گہرے سوراخوں، پتلی ٹیوبوں اور دیگر فاسد گریفائٹ سبسٹریٹس پر یکساں SiC کوٹنگ جمع کرنے کے قابل بناتی ہیں۔
ان اہم عمل کے فوائد کے باوجود، صنعت کے موجودہ چیلنجز تین پہلوؤں پر مرکوز ہیں:
(1) جمع کرنے کے دوران پیشگی پیوریفیکیشن اور آلودگی کنٹرول: سیمی کنڈکٹر-گریڈ CVD SiC کو انتہائی سخت ناپاکی کی سطح کی ضرورت ہوتی ہے، یہ مطالبہ کرتا ہے کہ پیشگی خود کو انتہائی-اعلی-پاکیزگی والے خام مال ہوں۔ مزید برآں، ری ایکشن چیمبر، گیس لائنز، سبسٹریٹس، یا کسی دوسرے لنک کے ذریعے متعارف کرائی جانے والی کسی بھی ٹریس نجاست (مثلاً، آئرن، کرومیم، نکل) سے گریز کیا جانا چاہیے، کیونکہ وہ جمع شدہ پرت میں داخل ہو سکتے ہیں اور جزو کو جدید عمل کے لیے غیر موزوں بنا سکتے ہیں۔ یہ خام مال صاف کرنے والی ٹیکنالوجی اور پروڈکشن مینجمنٹ پر انتہائی اعلی تقاضے عائد کرتا ہے۔
(2) بڑے علاقوں پر یکساں جمع: بڑے-رقبے کے دوران، موٹی-فلم جمع کرنے کے دوران، مسائل جیسے ناہموار موٹائی، زیادہ اندرونی دباؤ، وارپنگ، اور کریکنگ آسانی سے ہو سکتے ہیں، جس سے بڑے-سائز کے اجزاء کی تشکیل محدود ہو جاتی ہے۔
(3) الٹرا-پریزین مشیننگ: مشینی درستگی اور مواد کی سطح کا کھردرا پن براہ راست اجزاء کی کارکردگی کا تعین کرتا ہے۔ CVD SiC کی Mohs سختی 9.5 ہے اور یہ انتہائی ٹوٹنے والی ہے۔ بعد میں نانوسکل سطح کی پالش اور پیچیدہ شکلوں کی مشینی اہم چیلنجز پیش کرتے ہیں، سخت آلات اور عمل کی صلاحیتوں کا مطالبہ کرتے ہیں۔