زوکرالسکی کرسٹل گروتھ (سلیکون ویفرز)

یہ کیسے کام کرتا ہے

1. 1

   سلیکون پگھلائیں۔ انتہائی خالص سلیکون کے ٹکڑے کوارٹز کروسیبل (حرارت مزاحم پیالہ) میں تقریباً 1,420 °C پر پگھلائے جاتے ہیں۔ بورون یا فاسفورس کی ناپی ہوئی چٹکی (ڈوپینٹ، جو طے کرتا ہے کہ سلیکون بجلی کیسے گزارتا ہے) بھی ڈالی جاتی ہے، اور آرگون گیس پگھلاؤ سے ہوا کو دور رکھتی ہے۔

2. 2

   سیڈ ڈبوئیں۔ ایک چھوٹا سیڈ کرسٹل، جو اس طرح کاٹا گیا ہو کہ اس کی ایٹمی جالی چنی ہوئی سمت میں ہو، اتنا نیچے لایا جاتا ہے کہ پگھلاؤ کو بس چھوئے۔ سلیکون کے ایٹم اس پر جمتے ہیں اور اس کی جالی کی نقل کرتے ہیں۔

3. 3

   پتلی گردن کھینچیں۔ سیڈ کو پہلے تیزی سے اوپر کھینچا جاتا ہے، جس سے صرف چند ملی میٹر چوڑی گردن بنتی ہے۔ نقائص (ڈس لوکیشنز، ایٹمی جالی کی خامیاں) کرسٹل میں پھیلنے کے بجائے گردن سے نکل جاتے ہیں۔

4. 4

   کندھا اور باڈی اگائیں۔ کھنچاؤ سست ہوتا ہے، اس لیے کرسٹل مخروط (کندھا) میں چوڑا ہوتا ہے، پھر پورے قطر پر اگتا ہے، عموماً 200 یا 300 mm۔ پگھلاؤ کو یکساں رکھنے کے لیے سیڈ اور کروسیبل الٹی سمتوں میں گھومتے ہیں، اور کرسٹل تقریباً ایک ملی میٹر فی منٹ کی رفتار سے اوپر اٹھتا ہے۔

5. 5

   دم پتلی کریں اور ٹھنڈا کریں۔ آخر میں قطر مخروط کی شکل میں تنگ کیا جاتا ہے تاکہ کرسٹل پگھلاؤ سے بغیر تھرمل جھٹکے (درجہ حرارت کی اچانک تبدیلی جو اس کی جالی کو نقصان پہنچائے) کے نکلے۔ تیار کرسٹل، جسے انگوٹ کہتے ہیں، اٹھا کر آہستہ ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔

6. 6

   گرائنڈ کریں اور سلائس کریں۔ انگوٹ کو بالکل صحیح بیلن میں گرائنڈ کیا جاتا ہے اور اس کی کرسٹل سمت کی نشاندہی کے لیے کھانچا لگایا جاتا ہے۔ ہیرے کی کوٹنگ والی تار اسے 1 mm سے کم موٹے ویفرز میں کاٹتی ہے، جو پھر آئینے جیسی چمک تک پالش ہوتے ہیں۔

اہم حقائق

مواد

زیادہ تر سلیکون؛ جرمینیم اور لیزر اور آپٹکس کے لیے کچھ آکسائیڈ کرسٹل بھی

عام پرزے

بیلنی انگوٹ (جنہیں بول بھی کہتے ہیں)، جو ویفرز میں کاٹے جاتے ہیں

پرزے کا سائز

عموماً 200–300 mm قطر، تقریباً 2 m تک لمبے اور کئی سو کلوگرام

درستگی

ڈس لوکیشنز کے بغیر ایک مسلسل ایٹمی جالی؛ گرائنڈنگ سے پہلے قطر تقریباً ایک ملی میٹر کے اندر؛ تیار ویفرز تقریباً ایک مائیکرومیٹر (ملی میٹر کا ہزارواں حصہ) تک ہموار

سطح کی تکمیل

اگائے جانے کے بعد: چمکدار دھاتی سرمئی، لمبائی کے ساتھ ہلکے ابھار؛ تیار ویفرز آئینہ پالش

کتنی مقدار کے لیے موزوں

بڑے پیمانے کی پیداوار: ہر پلر ایک وقت میں ایک انگوٹ اگاتا ہے، دن رات

ٹولنگ اور مشین کی لاگت

ایک پلر کی لاگت تقریباً ایک ملین ڈالر؛ کوارٹز کروسیبل استعمال ہو جانے والی شے ہے، ایک یا چند انگوٹوں کے بعد بدلی جاتی ہے

رفتار

تقریباً 1 mm کرسٹل فی منٹ، اس لیے ایک انگوٹ میں ایک دن یا زیادہ لگتا ہے

خوبیاں اور حدیں

کہاں استعمال ہوتا ہے

• الیکٹرانکسپروسیسر اور میموری چپس، جو 300 mm ویفرز پر بنتی ہیں
• شمسی توانائیمونو کرسٹلائن سولر سیلز
• پاور الیکٹرانکسچارجرز، گاڑیوں اور ٹرینوں میں پاور ٹرانزسٹر اور ڈائیوڈ
• سینسرز اور MEMS (سلیکون میں ایچ کی گئی ننھی مشینیں)فون کیمرے کے امیج سینسر، موشن سینسر (ایکسلرومیٹر)
• آپٹکس اور لیزرزانفراریڈ آپٹکس کے لیے جرمینیم، Nd:YAG جیسے لیزر کرسٹل

اسے کیسے پہچانیں

• زیادہ تر، آپ اسے نہیں دیکھ سکتے۔ کرسٹل ہر چپ کے اندر چھپا ہوتا ہے: ویفر سے کٹا چھوٹا چوکور ٹکڑا، آپ کے فون یا لیپ ٹاپ کے سرکٹ بورڈ پر سیاہ پیکج میں بند۔
• سولر پینل۔ مونو کرسٹلائن سیل یکساں گہرے رنگ کے ہوتے ہیں، بغیر ٹکڑوں والے نقش کے، اور اکثر ان کے کونے ذرا کٹے ہوتے ہیں: انہیں گول انگوٹ سے چوکور کیا گیا تھا۔
• ننگے ویفرز۔ آئینے جیسی سرمئی ڈسک، جس کے کنارے پر عموماً چھوٹا کھانچا یا چپٹا حصہ کرسٹل کی سمت بتاتا ہے۔
• پوری انگوٹیں، فیکٹری کی تصاویر یا عجائب گھروں میں، دیو ہیکل سرمئی گولیوں جیسی لگتی ہیں جن پر ہلکے سیدھے ابھار کرسٹل کی اندرونی جالی ظاہر کرتے ہیں۔

موازنہ کریں

دیکھیں

Animation of silicon ingot growth inside an LCT furnace

Linton Crystal Technologies · سیڈنگ، نیکنگ اور کھنچاؤ، پلر کے اندر اینیمیشن میں

Sand to Silicon - The Making of a Chip (Full Screen) | Intel

Intel · ریت سے تیار چپ تک کے راستے میں انگوٹ کہاں آتی ہے

About Linton Crystal Technologies (English language version)

Linton Crystal Technologies · فیکٹری میں حقیقی کرسٹل پلر اور تیار انگوٹیں

Diamond Wire Slicer

Linton Crystal Technologies · انگوٹ کو ویفرز میں کیسے کاٹا جاتا ہے

اصل تصاویر دیکھیں

• Wikipedia: Czochralski method — عمل کی تصویریں اور سلیکون انگوٹوں کی تصاویر
• Wikimedia Commons تصویری تلاش