تیسری نسل کے سیمی کنڈکٹر کی سطح -SiC (سلیکن کاربائیڈ) ڈیوائسز اور ان کی ایپلی کیشنز

سیمی کنڈکٹر مواد کی ایک نئی قسم کے طور پر، SiC اپنی بہترین جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کی وجہ سے مختصر طول موج کے آپٹو الیکٹرانک آلات، اعلی درجہ حرارت کے آلات، تابکاری مزاحمتی آلات اور ہائی پاور/ہائی پاور الیکٹرانک آلات کی تیاری کے لیے سب سے اہم سیمی کنڈکٹر مواد بن گیا ہے۔ برقی خصوصیات. خاص طور پر جب انتہائی اور سخت حالات میں لاگو کیا جائے تو، SiC ڈیوائسز کی خصوصیات Si ڈیوائسز اور GaAs ڈیوائسز سے کہیں زیادہ ہوتی ہیں۔ لہذا، SiC آلات اور مختلف قسم کے سینسر آہستہ آہستہ ایک اہم آلات میں سے ایک بن گئے ہیں، جو زیادہ سے زیادہ اہم کردار ادا کر رہے ہیں۔

SiC ڈیوائسز اور سرکٹس نے 1980 کی دہائی سے تیزی سے ترقی کی ہے، خاص طور پر 1989 سے جب پہلی SiC سبسٹریٹ ویفر مارکیٹ میں داخل ہوا تھا۔ کچھ شعبوں میں، جیسے روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس، ہائی فریکوئنسی ہائی پاور اور ہائی وولٹیج ڈیوائسز، SiC ڈیوائسز کو بڑے پیمانے پر تجارتی طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ ترقی تیز ہے۔ تقریباً 10 سال کی ترقی کے بعد، SiC ڈیوائس کا عمل تجارتی آلات تیار کرنے میں کامیاب ہو گیا ہے۔ کری کی نمائندگی کرنے والی متعدد کمپنیوں نے SiC آلات کی تجارتی مصنوعات پیش کرنا شروع کر دی ہیں۔ ملکی تحقیقی اداروں اور یونیورسٹیوں نے بھی SiC مواد کی نمو اور ڈیوائس مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی میں خوش کن کامیابیاں حاصل کی ہیں۔ اگرچہ SiC مواد میں بہت اعلی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات ہیں، اور SiC ڈیوائس ٹیکنالوجی بھی بالغ ہے، لیکن SiC آلات اور سرکٹس کی کارکردگی بہتر نہیں ہے. SiC مواد کے علاوہ اور آلہ کے عمل کو مسلسل بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔ S5C ڈیوائس کے ڈھانچے کو بہتر بنا کر یا ڈیوائس کا نیا ڈھانچہ تجویز کر کے SiC مواد سے فائدہ اٹھانے کے طریقے پر مزید کوششیں کی جانی چاہئیں۔

فی الحال۔ SiC آلات کی تحقیق بنیادی طور پر مجرد آلات پر مرکوز ہے۔ ہر قسم کے آلے کے ڈھانچے کے لیے، ابتدائی تحقیق یہ ہے کہ ڈیوائس کے ڈھانچے کو بہتر بنائے بغیر متعلقہ Si یا GaAs ڈیوائس کے ڈھانچے کو SiC میں ٹرانسپلانٹ کیا جائے۔ چونکہ SiC کی اندرونی آکسائیڈ پرت Si جیسی ہے، جو SiO2 ہے، اس کا مطلب ہے کہ زیادہ تر Si آلات، خاص طور پر m-pa آلات، SiC پر تیار کیے جا سکتے ہیں۔ اگرچہ یہ صرف ایک سادہ ٹرانسپلانٹ ہے، حاصل کردہ آلات میں سے کچھ نے تسلی بخش نتائج حاصل کیے ہیں، اور کچھ آلات پہلے ہی فیکٹری مارکیٹ میں داخل ہو چکے ہیں۔

SiC آپٹو الیکٹرانک ڈیوائسز، خاص طور پر بلیو لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈس (BLU-ray leds)، 1990 کی دہائی کے اوائل میں مارکیٹ میں داخل ہوئے اور بڑے پیمانے پر تیار ہونے والے پہلے SiC ڈیوائسز ہیں۔ ہائی وولٹیج SiC Schottky diodes، SiC RF پاور ٹرانزسٹر، SiC MOSFETs اور mesFETs بھی تجارتی طور پر دستیاب ہیں۔ بلاشبہ، ان تمام SiC پروڈکٹس کی کارکردگی SiC مواد کی اعلیٰ خصوصیات سے بہت دور ہے، اور SiC آلات کے مضبوط فنکشن اور کارکردگی کو ابھی بھی تحقیق اور تیار کرنے کی ضرورت ہے۔ اس طرح کے سادہ ٹرانسپلانٹس اکثر SiC مواد کے فوائد سے پوری طرح فائدہ نہیں اٹھا سکتے ہیں۔ یہاں تک کہ SiC آلات کے کچھ فوائد کے علاقے میں۔ ابتدائی طور پر تیار کردہ کچھ SiC آلات متعلقہ Si یا CaAs آلات کی کارکردگی سے مماثل نہیں ہیں۔

SiC مواد کی خصوصیات کے فوائد کو SiC آلات کے فوائد میں بہتر طور پر تبدیل کرنے کے لیے، ہم فی الحال اس بات کا مطالعہ کر رہے ہیں کہ ڈیوائس مینوفیکچرنگ کے عمل اور ڈیوائس کے ڈھانچے کو کس طرح بہتر بنایا جائے یا SiC ڈیوائسز کے فنکشن اور کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے نئے ڈھانچے اور نئے عمل کو تیار کیا جائے۔