دھاتی سلیکن (سلیکن میٹل) ، خاص طور پر اس کی انتہائی اعلی طہارت کی شکل (الیکٹرانک گریڈ سلیکن ، ای جی سی) میں ، سیمیکمڈکٹر انڈسٹری کا سنگ بنیاد ہے۔ اس کی انوکھی خصوصیات جدید الیکٹرانک آلات کی تیاری کو قابل بناتی ہیں۔ ذیل میں اس کی کلیدی ایپلی کیشنز ہیں:
1. انٹیگریٹڈ سرکٹس (آئی سی ایس) اور مائکروچپس
کردار:سلیکن سیمیکمڈکٹر ویفرز کی تیاری کے لئے بنیادی مواد ہے۔
عمل:
Ultra-pure silicon (>99.99999999 ٪ یا 9n طہارت) میں تبدیل کیا جاتا ہےmonocrystalline سلیکن انگوٹسکے ذریعےczochralski (cz) عملیافلوٹ زون (ایف زیڈ) کا طریقہ.
آئی سی تانے بانے کے لئے انگوٹس کو پتلی ویفر (جیسے ، 300 ملی میٹر قطر) میں کاٹا جاتا ہے۔
کلیدی اجزاء:
ٹرانجسٹر:سلیکن ویفرز ٹرانجسٹر بنانے کے لئے بوران (پی ٹائپ) یا فاسفورس (این ٹائپ) جیسے عناصر کے ساتھ ڈوپ ہیں۔
مائکرو پروسیسرز:اربوں ٹرانجسٹروں کو کمپیوٹنگ (جیسے ، سی پی یو ، جی پی یو) کے لئے چپس میں ضم کیا گیا ہے۔
2. پاور سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز
سلیکن پر مبنی پاور ڈیوائسز:
ڈایڈس ، موسفٹ ، آئی جی بی ٹی ایس:توانائی کے تبادلوں کے لئے پاور الیکٹرانکس میں استعمال کیا جاتا ہے (جیسے ، inverters ، موٹر ڈرائیوز)۔
تائرسٹرس:صنعتی نظاموں میں اعلی طاقت والے ایپلی کیشنز کو کنٹرول کریں۔
فائدہ:سلیکن کا بینڈ گیپ (1.1 ای وی) درمیانی وولٹیج ایپلی کیشنز کے لئے کارکردگی اور لاگت میں توازن رکھتا ہے۔
3. میموری چپس
ڈرام (متحرک بے ترتیب رسائی میموری):سیلیکن پر مبنی کیپسیٹرز اور ٹرانجسٹروں کا استعمال کرتے ہوئے عارضی طور پر ڈیٹا اسٹور کرتا ہے۔
نند فلیش میموری:ایس ایس ڈی ایس ، یو ایس بی ڈرائیوز ، اور موبائل آلات میں غیر مستحکم اسٹوریج۔
ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز:
3 ڈی نند:اسٹوریج کثافت کو بڑھانے کے لئے سلیکن پرتوں کو عمودی طور پر اسٹیکس کرتا ہے۔
4. شمسی خلیات (فوٹو وولٹائکس)
شمسی گریڈ سلیکن (سوگ-سی):
پولی کرسٹل لائن یا مونوکریسٹل لائن سلیکن ویفرس سورج کی روشنی کو بجلی میں تبدیل کرتے ہیں۔
کارکردگی: Monocrystalline silicon cells achieve >22 ٪ کارکردگی۔
عمل:
میٹالرجیکل سلیکن کو 6n - 7n طہارت سے پاک کیا جاتا ہے ، پھر اننگس میں کرسٹالل ہوجاتا ہے اور شمسی خلیوں میں کاٹا جاتا ہے۔
5. سینسر اور میمز
مائکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹم (ایم ای ایم ایس):
سلیکن کا مکینیکل استحکام اور آئی سی عمل کے ساتھ مطابقت منیٹورائزڈ سینسر (جیسے ، ایکسلرومیٹر ، جیروسکوپز) کو قابل بناتا ہے۔
آپٹیکل سینسر:سلیکن فوٹوڈیوڈس کیمرے اور لیدر سسٹم میں روشنی کا پتہ لگاتے ہیں۔
6. اوپٹ الیکٹرانکس
روشنی سے خارج ہونے والے ڈایڈس (ایل ای ڈی):کچھ اورکت ایل ای ڈی کے لئے سلیکن سبسٹریٹس استعمال ہوتے ہیں۔
فوٹوڈیکٹر:سلیکن پر مبنی آلات فائبر آپٹک مواصلات میں روشنی کا پتہ لگاتے ہیں۔
7. وافر من گھڑت ٹیکنالوجیز
لتھوگرافی:نانوومیٹر پیمانے پر سرکٹس بنانے کے لئے سلیکن ویفرز یووی یا ای یو وی لائٹ کا استعمال کرتے ہوئے نمونہ دار ہیں۔
اینچنگ اور جمع:سلیکن ڈائی آکسائیڈ (SIO₂) اور سلیکن نائٹریڈ (si₃n₄) پرتیں انسولیٹر یا ماسک کے طور پر استعمال ہوتی ہیں۔
8. اعلی درجے کی پیکیجنگ
سلیکون ویاس (TSVS) کے ذریعے:اعلی کارکردگی والے کمپیوٹنگ کے لئے تھری ڈی چپ اسٹیکنگ کو فعال کریں۔
سلیکن انٹرپوزر:جدید پیکیجنگ میں متعدد چپس کو مربوط کریں (جیسے ، AMD کے رائزن پروسیسرز)۔
سیمی کنڈکٹر کا استعمال کرتے ہوئے کلیدی خصوصیات
سیمی کنڈکٹیویٹی:ڈوپنگ سلیکن اپنے برقی طرز عمل (پی قسم/این قسم) کو کنٹرول کرتا ہے۔
تھرمل استحکام:اعلی درجہ حرارت پروسیسنگ (جیسے ، آکسیکرن ، بازی) کا مقابلہ کرتا ہے۔
کرسٹل ڈھانچہ:ڈائمنڈ کیوبک جعلی عین مطابق جوہری سطح کی انجینئرنگ کی اجازت دیتا ہے۔
کثرت:سلیکن زمین کی پرت کا دوسرا سب سے زیادہ وافر عنصر ہے ، جو لاگت کی تاثیر کو یقینی بناتا ہے۔
چیلنجز اور بدعات
طہارت کی ضروریات:بوران (بی) اور فاسفورس (پی) کو ذیلی پی پی بی کی سطح پر ہٹانا آلہ کی وشوسنییتا کے لئے اہم ہے۔
miniaturization:انتہائی الٹرا وایلیٹ (EUV) لتھوگرافی سلیکن ویفر پروسیسنگ کو 2nm نوڈس پر دھکیل دیتی ہے۔
متبادل مواد:جبکہ سلیکن کا غلبہ ہے ، مرکبات پسند کرتے ہیںganاورsicاعلی تعدد/اعلی طاقت والے طاق کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔
