সিলিকন কার্বাইড (SiC) সেমিকন্ডাক্টরগুলির কার্যকারিতা সুবিধাগুলি দীর্ঘদিন ধরে একটি শিল্প ঐক্যমত হয়েছে। কি সত্যিই তাদের আরও ভলিউম গ্রহণ আজ সীমিত এখনও খরচ এবং উত্পাদন ক্ষমতা. যাইহোক, একবার স্কেলড ম্যানুফ্যাকচারিং সফলভাবে প্রতিষ্ঠিত হয়ে গেলে এবং খরচ কমতে থাকলে, এই বাজারের বৃদ্ধির সম্ভাবনা দ্রুত উন্মোচিত হবে। বিশেষ করে নতুন শক্তির যানবাহনে ক্রমাগত আপগ্রেড, ফোটোভোলটাইক শক্তি সঞ্চয়, চার্জিং পাইলস, শিল্প শক্তি সরবরাহ, এবং AI ডেটা সেন্টারে দ্রুত ক্রমবর্ধমান উচ্চ- পাওয়ার পাওয়ার সাপ্লাইয়ের পটভূমিতে, SiC সেমিকন্ডাক্টর তৈরি করা এখন আর প্রযুক্তিগত অগ্রগতির জন্য একটি পছন্দ নয়, বরং শক্তি বৃদ্ধি এবং শক্তির উন্নতির জন্য একটি বাস্তব প্রয়োজনীয়তা। আরও দক্ষ শক্তি রূপান্তর, শক্তিশালী উচ্চ-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-ভোল্টেজ সহনশীলতা, উচ্চতর সিস্টেম নির্ভরযোগ্যতা, এবং ডিভাইসের ক্ষুদ্রকরণ এবং উচ্চ শক্তি ঘনত্ব সক্ষম করার সম্ভাবনার কারণে, SiC সেমিকন্ডাক্টরগুলি উচ্চ-পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রতিযোগিতামূলক ল্যান্ডস্কেপকে নতুন আকার দিচ্ছে৷
কেন আমরা 200 মিমি ফোকাস করতে হবে?
কারণ SiC-এর জন্য, 200mm শুধুমাত্র একটি মাত্রিক আপগ্রেড নয়; এটি শিল্পায়নের দিকে একটি প্রবর্তন বিন্দু প্রতিনিধিত্ব করে। একটি 200 মিমি ওয়েফারের ব্যবহারযোগ্য এলাকা একটি 150 মিমি ওয়েফারের প্রায় 1.78 গুণ। ভাল ফলন এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের ভিত্তিতে, এটি প্রতি ওয়েফার উচ্চতর আউটপুট এবং কম ইউনিট খরচ সহজতর করে।
একই সময়ে, 200 মিমি পরিপক্ক সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়া বাস্তুতন্ত্রের সাথে সারিবদ্ধ। Infineon এটিকে "বৃহত্তর এবং আরও দক্ষ" হিসাবে উল্লেখ করে - যেখানে "আরও দক্ষ" বলতে কেবল ডিভাইসের কার্যকারিতাকেই বোঝায় না, বরং আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে উত্পাদন দক্ষতা এবং ব্যয় দক্ষতার উন্নতিকে বোঝায়। আন্তর্জাতিক SiC উপকরণ সরবরাহকারী কোহেরেন্টও জোর দেয় যে এটি উত্পাদনশীলতা উন্নত করতে এবং ডিভাইসের খরচ কমাতে সাহায্য করে। শিল্প বারবার 200 মিমি হাইলাইট করে প্রতি নিজের "বড় মাত্রা তৈরি করার" জন্য নয়, কিন্তু প্রযুক্তির বৈধতা থেকে SiC-কে কম খরচে, বৃহত্তর স্কেল এবং উচ্চতর দক্ষতার ভর উৎপাদনের পর্যায়ে নিয়ে যাওয়ার জন্য। যাইহোক, এটি অবশ্যই স্বীকৃত হবে যে 200mm শুধুমাত্র এলাকার সুবিধাই নয় বরং উচ্চতর উত্পাদন বাধাও নিয়ে আসে। বড় ওয়েফার মাপ ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ, বেধ অভিন্নতা, ওয়ারপেজের স্তর, পৃষ্ঠের গুণমান এবং পরবর্তী এপিটাক্সিয়াল প্রক্রিয়া উইন্ডোগুলির উপর কঠোর প্রয়োজনীয়তা আরোপ করে। Wolfspeed, তার 200mm বাণিজ্যিকীকরণ ঘোষণায়, বিশেষভাবে 350μm বেয়ার ওয়েফারের উন্নত প্যারামিটার স্পেসিফিকেশন এবং MOSFET ফলনের জন্য 200mm এপিটাক্সিতে উন্নত ডোপিং এবং পুরুত্বের অভিন্নতার মান হাইলাইট করেছে। এর মানে হল 200mm প্রতিযোগিতা হল ফলন, খরচ এবং উৎপাদন ক্ষমতার লড়াই। যে ব্যক্তি বৃহত্তর মাত্রায় ওয়েফারের গুণমানকে স্থিরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, ক্রমাগত ফলন উন্নত করতে পারে এবং ইউনিট খরচ কমাতে পারে তারা 200 মিমি ধারণক্ষমতাকে মার্কেট শেয়ার এবং লাভজনকতায় অনুবাদ করতে আরও ভালো অবস্থানে থাকবে।
কেন অ্যালুমিনা-ভিত্তিক নির্ভুল ঘর্ষণকারী?
প্রতিযোগিতার এই তরঙ্গে, নির্ভুল ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ এবং পৃষ্ঠ প্রকৌশলের গুরুত্ব নতুনভাবে বৃদ্ধি করা হচ্ছে। ওয়েফারগুলির জন্য, প্রক্রিয়াকরণের পদক্ষেপগুলি শুধুমাত্র উপাদান অপসারণের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে না বরং পৃষ্ঠের গুণমানকে সরাসরি নির্ধারণ করে, যা পরবর্তীতে এপিটাক্সি, ডিভাইস তৈরি এবং শেষ পর্যন্ত চূড়ান্ত ফলনকে প্রভাবিত করে। এই চ্যালেঞ্জটি বিশেষ করে SiC-এর জন্য তীব্র: এটি উচ্চ কঠোরতা, উচ্চ ভঙ্গুরতা এবং শক্তিশালী রাসায়নিক জড়তাকে একত্রিত করে। জনসাহিত্য এটিকে একটি কঠিন-মেশিন উপাদান হিসেবে চিহ্নিত করে-যেখানে "দক্ষ অপসারণ অবশ্যই কম ক্ষতি নিয়ন্ত্রণের সাথে থাকতে হবে।" এই কারণেই ওয়েফার তৈরিতে গ্রাইন্ডিং, ল্যাপিং/পলিশিং এবং সিএমপি প্রক্রিয়াগুলি গুরুত্বপূর্ণ। এই কারণে, SiC ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত মূল উপকরণগুলি ঐতিহ্যবাহী অক্জিলিয়ারী ভোগ্য সামগ্রী থেকে ফলন এবং খরচকে প্রভাবিত করে সমালোচনামূলক ভেরিয়েবলে রূপান্তরিত হচ্ছে। এই ধরনের কঠিন এবং ভঙ্গুর উপাদানগুলির জন্য, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম সিস্টেমের জন্য মূল চ্যালেঞ্জটি সর্বদাই ছিল: একদিকে, পর্যাপ্ত অপসারণের দক্ষতা নিশ্চিত করা, এবং অন্যদিকে, পৃষ্ঠ এবং পৃষ্ঠের ক্ষতি হ্রাস করা। সিলিকা ভিত্তিক সিস্টেমের মৃদু অপসারণ পদ্ধতির তুলনায়, অ্যালুমিনা, এর উচ্চ কঠোরতা এবং শক্তিশালী যান্ত্রিক অপসারণ ক্ষমতা সহ, SiC রাফ পলিশিং, সেমি{10}}ফিনিশ পলিশিং এবং CMP পরিস্থিতিতে যেখানে দক্ষতার উন্নতির উপর জোর দেওয়া হয় সেখানে আরও ব্যবহারিক প্রয়োগের মান অফার করে৷ পাবলিক গবেষণা এও ইঙ্গিত করে যে SiO₂ প্রচলিত ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট পলিশিং-এ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হলেও, এটি প্রায়শই SiC-এর জন্য অপর্যাপ্ত কঠোরতা, অপসারণের হার এবং প্রক্রিয়াকরণের দক্ষতা সীমিত করে। Al₂O₃, বিপরীতে, যান্ত্রিক অপসারণ ক্রিয়াকে উন্নত করতে পারে, যার ফলে SiC CMP-তে উপাদান অপসারণের হার বৃদ্ধি পায়। অধিকন্তু, শিল্প সাইট পরিদর্শন করার সময় সংগৃহীত তথ্যের উপর ভিত্তি করে, কিছু ওয়েফার ফ্যাব সক্রিয়ভাবে SiC ওয়েফারের জন্য অ্যালুমিনা-ভিত্তিক ল্যাপিং/পলিশিং উপকরণ খুঁজছে এবং পরীক্ষা করছে – নিশ্চিত করে যে এই পদ্ধতিটি নিছক তাত্ত্বিক নয় বরং ধীরে ধীরে ব্যবহারিক বৈধতার দিকে চলে যাচ্ছে। অবশ্যই, এটা অবশ্যই স্বীকার করতে হবে যে 200mm SiC-এর র্যাম্প-এর দ্বারা আনা সুযোগ সাধারণ অ্যালুমিনা পাউডারগুলিকে উপকৃত করবে না৷ প্রকৃত সুবিধাভোগী হল অ্যালুমিনা প্রিসিশন অ্যাব্রেসিভস যা ওয়েফার প্রসেসিং ইকোসিস্টেমে প্রবেশ করতে পারে, উচ্চ বিশুদ্ধতার জন্য প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে, কণার আকারের সংকীর্ণ বন্টন, কম জমাট, উচ্চ বিচ্ছুরণ স্থিতিশীলতা এবং স্লারি সামঞ্জস্যপূর্ণ। আরও একধাপ এগিয়ে গেলে, ফ্যাবগুলি যা সত্যিকার অর্থে যোগ্য এবং যাচাই করে তা প্রায়শই একক শুকনো পাউডার নয়, বরং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলা সিস্টেম, স্লারি ফর্মুলেশন এবং সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াকরণ সমাধান যা গ্রাহকের প্রক্রিয়া উইন্ডোর মধ্যে স্থিরভাবে কাজ করতে পারে। অন্য কথায়, শিল্পের প্রকৃতপক্ষে যা প্রয়োজন তা শুধু অ্যালুমিনা নয় যা "পিষতে পারে" কিন্তু অ্যালুমিনা{21}ভিত্তিক নির্ভুল ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম সিস্টেম যা "দক্ষতা উন্নত করতে পারে এবং ক্ষতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।"