جاپان نے ڈائمنڈ سیمی کنڈکٹر کے لیے نئی لیزر سلائسنگ ٹیکنالوجی تیار کی ہے۔

سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کے لیے ڈائمنڈ ایک امید افزا مواد ہے، لیکن اسے پتلی ویفرز میں کاٹنا ایک حقیقی سر درد اور چیلنج ہو سکتا ہے۔
ایک حالیہ مطالعہ میں، چیبا یونیورسٹی کے محققین کی ایک ٹیم نے لیزر پر مبنی ایک نئی تکنیک تیار کی ہے جو بہترین کرسٹل ہوائی جہاز کے ساتھ ہیرے کو کاٹ سکتی ہے۔ یہ دریافت الیکٹرک گاڑیوں اور تیز رفتار کمیونیکیشن ٹیکنالوجیز میں موثر پاور کنورژن کے لیے اس مواد کو زیادہ کفایت شعار بنانے میں مدد کرے گی۔
اس سے قبل، اگرچہ ہیرے کی خصوصیات سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کے لیے پرکشش ہوتی ہیں، لیکن ہیرے کے مواد کا استعمال اس وقت مارکیٹ میں موجود ٹیکنالوجی کی کمی کی وجہ سے محدود کر دیا گیا ہے تاکہ ہیرے کو موثر طریقے سے پتلی ٹکڑوں میں کاٹ سکیں۔ موثر سلائسنگ کی غیر موجودگی میں، ویفرز کو ایک ایک کرکے ترکیب کیا جانا چاہیے، جس سے زیادہ تر صنعتوں میں ان کی مینوفیکچرنگ لاگت ممنوع ہو جاتی ہے۔
چیبا یونیورسٹی کے گریجویٹ اسکول آف انجینئرنگ کے پروفیسر ہیروفومی ہدائی کی سربراہی میں ایک جاپانی تحقیقی گروپ نے حال ہی میں اس مسئلے کا حل تلاش کیا ہے۔
ڈائمنڈز اینڈ ریلیٹڈ میٹریلز جریدے میں حال ہی میں شائع ہونے والی ایک تحقیق میں، انہوں نے لیزر پر مبنی سلائسنگ تکنیک کی اطلاع دی ہے جس کا استعمال ہموار ویفرز بنانے کے لیے کرسٹل کی بہترین سطح کے ساتھ ہیروں کو صاف طور پر کاٹنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔
زیادہ تر کرسٹل کی خصوصیات، بشمول ہیرے، مختلف کرسٹل طیاروں کے ساتھ مختلف ہوتی ہیں (وہ سطحیں جن میں فرضی طور پر ایٹم ہوتے ہیں جو کرسٹل بناتے ہیں)۔ مثال کے طور پر، ہیرے کو 111｝ کی سطح کے ساتھ آسانی سے کاٹا جا سکتا ہے۔ تاہم، ｛100｝ کو کاٹنا مشکل ہے کیونکہ یہ منتشر سطح ｛111｝ کے ساتھ دراڑیں بھی پیدا کرتا ہے، جس سے نشان کے نقصان میں اضافہ ہوتا ہے۔
ان ناپسندیدہ شگافوں کے پھیلاؤ کو روکنے کے لیے، محققین نے ڈائمنڈ پروسیسنگ کی ایک تکنیک تیار کی ہے جو مواد کے اندر ایک تنگ، ٹیپرڈ حجم پر مختصر لیزر دالوں کو مرکوز کرتی ہے۔
پروفیسر ہدائی بتاتے ہیں، "فوکسڈ لیزر شعاع ہیرے کو بے ساختہ کاربن میں تبدیل کرتی ہے، جس کی کثافت ہیرے سے کم ہوتی ہے۔ اس کے نتیجے میں، لیزر دال سے تبدیل ہونے والے علاقے کی کثافت کم ہو جاتی ہے اور دراڑیں بن سکتی ہیں۔"
ان لیزر دالوں کو ایک مربع گرڈ پیٹرن میں شفاف ہیرے کے نمونے پر شعاع بنا کر، محققین نے مواد کے اندر ایک گرڈ بنایا جس میں دراڑوں کا شکار چھوٹے خطوں پر مشتمل تھا۔ اگر گرڈ میں ترمیم شدہ خطوں اور ہر علاقے میں استعمال ہونے والی لیزر دالوں کی تعداد کے درمیان فاصلہ زیادہ سے زیادہ ہے، تو تمام ترمیم شدہ علاقے چھوٹی دراڑوں کے ذریعے ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں جو ترجیحی طور پر ｛100｝ جہاز کے ساتھ پھیلتے ہیں۔ اس طرح، 100｝ کی سطح کے ساتھ ایک ہموار ویفر کو نمونے کے ایک طرف صرف تیز ٹنگسٹن سوئی کو دھکیل کر باقی بلاک سے آسانی سے الگ کیا جا سکتا ہے۔
مجموعی طور پر، مندرجہ بالا تکنیک ہیرے کو مستقبل کی ٹیکنالوجیز کے لیے موزوں سیمی کنڈکٹر مواد بنانے میں ایک اہم قدم ہے۔ اس حوالے سے پروفیسر ہدائی کہتے ہیں: "ہیرے کے ٹکڑوں کی کم قیمت پر اعلیٰ معیار کے ویفرز تیار کرنے کی صلاحیت ہیرے کے سیمی کنڈکٹر آلات کی تیاری کے لیے بہت اہم ہے۔ اس طرح، یہ تحقیق ہمیں ہیرے کے مختلف استعمال کو سمجھنے کے لیے ایک قدم اور قریب لاتی ہے۔ معاشرے میں سیمی کنڈکٹرز، جیسے الیکٹرک کاروں اور ٹرینوں کی بجلی کی تبدیلی کی شرح کو بہتر بنانا۔"