ব্লগের বিস্তারিত

নীলা (Al₂O₃) একটি রত্নপাথর হওয়ার চেয়ে অনেক বেশি কিছু—এটি আধুনিক অপটোইলেকট্রনিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং-এর একটি মৌলিক উপাদান হিসেবে কাজ করে। এর ব্যতিক্রমী অপটিক্যাল স্বচ্ছতা, তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং যান্ত্রিক কঠোরতা এটিকে GaN-ভিত্তিক LED, মাইক্রো-LED ডিসপ্লে, লেজার ডায়োড এবং উন্নত ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির জন্য একটি পছন্দের স্তর তৈরি করে। কিভাবে নীলা স্তর তৈরি ও ব্যবহার করা হয় তা বোঝালে তারা কেন অত্যাধুনিক প্রযুক্তিকে সমর্থন করে চলেছে তা ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে।

১. ক্রিস্টাল গ্রোথ: নীলা স্তরের গুণমানের ভিত্তি

একটি নীলা স্তরের বৈশিষ্ট্যগুলি মূলত অন্তর্নিহিত একক ক্রিস্টালের গুণমান দ্বারা নির্ধারিত হয়। শিল্পে বেশ কয়েকটি ক্রিস্টাল গ্রোথ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়, প্রতিটি নির্দিষ্ট আকার, গুণমান এবং অ্যাপ্লিকেশন প্রয়োজনীয়তা অনুসারে তৈরি করা হয়।

কাইরোপোলাস (KY) পদ্ধতি

• কম অভ্যন্তরীণ চাপ সহ বৃহৎ-ব্যাসের ক্রিস্টাল তৈরি করে।

• চমৎকার অভিন্নতা এবং অপটিক্যাল স্বচ্ছতা প্রদান করে।

• ১২ ইঞ্চি পর্যন্ত ব্যাসের ওয়েফারগুলির জন্য উপযুক্ত।

কজোক্রালস্কি (CZ) পদ্ধতি

• আকৃতি নিয়ন্ত্রণের জন্য ক্রিস্টাল গলিত নীলা থেকে টানা হয় এবং ঘোরানো হয়।

• উচ্চ বৃদ্ধির স্থিতিশীলতা প্রদান করে তবে KY-এর তুলনায় উচ্চ চাপ সৃষ্টি করতে পারে।

• সাধারণত ছোট-ব্যাসের ওয়েফার এবং খরচ-সংবেদনশীল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়।

এজ-ডিফাইন্ড ফিল্ম-ফেড গ্রোথ (EFG) পদ্ধতি

• সরাসরি আকৃতির নীলা ইনগট (ফিতা বা টিউব) বৃদ্ধি করে।

• নির্দিষ্ট অপটোইলেকট্রনিক উপাদানগুলির জন্য জটিল বা বৃত্তাকার নয় এমন আকার তৈরি করতে সক্ষম করে।

• সাধারণত LED উইন্ডো এবং অপটিক্যাল স্তরে প্রয়োগ করা হয়।

প্রতিটি পদ্ধতি ত্রুটির ঘনত্ব, ল্যাটিস ইউনিফর্মিটি এবং স্বচ্ছতার উপর প্রভাব ফেলে, যা ডিভাইস উৎপাদন এবং কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।

২. নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণ: ওয়েফার থেকে ডিভাইস-রেডি স্তর পর্যন্ত

ক্রিস্টাল গ্রোথের পরে, নীলা ইনগট ব্যবহারযোগ্য স্তর তৈরি করতে একাধিক নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণের ধাপের মধ্য দিয়ে যায়:

ওরিয়েন্টেশন এবং কোরিং

• এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন বা অপটিক্যাল কৌশলগুলি স্ফটিকগ্রাফিক ওরিয়েন্টেশন নির্ধারণ করে।

• সাধারণ ওরিয়েন্টেশন: C-প্লেন (0001), A-প্লেন (11-20), R-প্লেন (1-102)।

• ওরিয়েন্টেশন এপিটেক্সিয়াল গ্রোথ, অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য এবং যান্ত্রিক কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।

ওয়েফার স্লাইসিং

• ডায়মন্ড তারের করাতগুলি ন্যূনতম উপ-পৃষ্ঠের ক্ষতি সহ ওয়েফার তৈরি করে।

• মূল মেট্রিক্স: মোট পুরুত্বের পরিবর্তন (TTV), বো, ওয়ার্প।

ডাবল-সাইড গ্রাইন্ডিং এবং চ্যাম্পারিং

• অভিন্ন বেধ নিশ্চিত করে এবং পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের সময় চিপিং প্রতিরোধ করার জন্য প্রান্তগুলিকে শক্তিশালী করে।

রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং (CMP)

• সারফেস রুক্ষতা কমাতে (Ra < 0.2 nm) এবং মাইক্রো-স্ক্র্যাচ অপসারণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।অতি-ফ্ল্যাট, ত্রুটিমুক্ত পৃষ্ঠ তৈরি করে যা উচ্চ-মানের GaN এপিট্যাক্সির জন্য অপরিহার্য।

• পরিষ্কার এবং দূষণ নিয়ন্ত্রণ

মাল্টি-স্টেজ রাসায়নিক এবং অতি-বিশুদ্ধ জল পরিষ্কার করা উচ্চ-পারফরম্যান্স ডিভাইসগুলির জন্য উপযুক্ত কণা-মুক্ত, ধাতু-মুক্ত পৃষ্ঠ নিশ্চিত করে।

• ৩. নীলা স্তরের মূল উপাদান বৈশিষ্ট্য

উচ্চ-মানের নীলা স্তরগুলির মধ্যে রয়েছে:

যান্ত্রিক স্থায়িত্ব:

• ৯-এর মোহস কঠোরতা চমৎকার স্ক্র্যাচ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে।অপটিক্যাল স্বচ্ছতা:

• UV, দৃশ্যমান এবং কাছাকাছি-ইনফ্রারেড রেঞ্জ জুড়ে উচ্চ ট্রান্সমিট্যান্স।তাপীয় এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা:

• উচ্চ-তাপমাত্রার এপিট্যাক্সি এবং কঠোর রাসায়নিক প্রক্রিয়া সহ্য করতে পারে।এপিট্যাক্সিয়াল সামঞ্জস্যতা:

• ল্যাটিস মিসম্যাচ সত্ত্বেও GaN বৃদ্ধি সমর্থন করে, ELOG-এর মতো প্রতিষ্ঠিত কৌশলগুলি স্থানচ্যুতি ঘনত্ব হ্রাস করে।৪. অ্যাপ্লিকেশন ইকোসিস্টেম

এলইডি

C-প্লেন নীলা GaN-ভিত্তিক LED-এর জন্য প্রধান স্তর হিসেবে রয়ে গেছে।

• প্যাটার্নযুক্ত নীলা স্তর (PSS) আলো নিষ্কাশন দক্ষতা বাড়ায় এবং এপিট্যাক্সিয়াল গুণমান উন্নত করে।

• মাইক্রো-এলইডি ডিসপ্লে

AR/VR, স্বয়ংচালিত HUD এবং পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলি মাইক্রন-স্কেল চিপ সহ মাইক্রো-এলইডি ব্যবহার করে।

• নীলা স্তর লেজার লিফট-অফ, উচ্চ-ঘনত্বের স্থানান্তর এবং সুনির্দিষ্ট সারিবদ্ধকরণ সক্ষম করে।

• লেজার ডায়োড এবং উচ্চ-পারফরম্যান্স ইলেকট্রনিক্স

GaN লেজার ডায়োডের জন্য একটি স্থিতিশীল ভিত্তি হিসেবে কাজ করে।

• GaN এবং SiC পাওয়ার ডিভাইসগুলির জন্য তাপ ব্যবস্থাপনা এবং যান্ত্রিক সহায়তা প্রদান করে।

• অপটিক্যাল উইন্ডো এবং প্রতিরক্ষামূলক গ্লাস

UV এবং IR স্বচ্ছ উইন্ডো।

• ক্যামেরা কভার, সেন্সর এবং উচ্চ-চাপ পর্যবেক্ষণ পোর্ট।

• নির্ভুল শিল্প ও চিকিৎসা উপাদান

ভালভ, অস্ত্রোপচার সরঞ্জাম এবং উচ্চ-পরিধান যান্ত্রিক যন্ত্রাংশের জন্য নীলা উপাদান।

• ৫. ভবিষ্যতের প্রবণতা

বৃহত্তর ওয়েফার আকার (৮–১২ ইঞ্চি):

• মাইক্রো-এলইডি এবং পরবর্তী প্রজন্মের এলইডি ম্যানুফ্যাকচারিং দ্বারা চালিত।অতি-নিম্ন ত্রুটিযুক্ত পৃষ্ঠ:

• লক্ষ্যগুলির মধ্যে রয়েছে Ra < 0.1 nm, কোনো মাইক্রো-স্ক্র্যাচ নেই, ন্যূনতম উপ-পৃষ্ঠের ক্ষতি।পাতলা, যান্ত্রিকভাবে শক্তিশালী ওয়েফার:নমনীয় ডিসপ্লে এবং কমপ্যাক্ট ডিভাইসের জন্য অপরিহার্য।

• হেটেরোজেনিয়াস ইন্টিগ্রেশন:GaN-on-Sapphire, AlN-on-Sapphire, এবং SiC-on-Sapphire নতুন ডিভাইস আর্কিটেকচার সক্ষম করে।

• ক্রিস্টাল গ্রোথ, পলিশিং এবং সারফেস ইঞ্জিনিয়ারিং-এর অগ্রগতি ক্রমাগত নীলা স্তরগুলির অপটিক্যাল, যান্ত্রিক এবং ইলেকট্রনিক কর্মক্ষমতা উন্নত করছে, যা অপটোইলেকট্রনিক এবং সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তিগুলির পরবর্তী প্রজন্মে তাদের কেন্দ্রীয় ভূমিকা নিশ্চিত করে।উপসংহার

নীলা স্তর

অতুলনীয় অপটিক্যাল স্বচ্ছতা, তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং যান্ত্রিক শক্তি একত্রিত করে, যা আধুনিক এলইডি, মাইক্রো-এলইডি, লেজার ডায়োড এবং অন্যান্য উচ্চ-শ্রেণীর ডিভাইসগুলির ভিত্তি তৈরি করে। ক্রিস্টাল গ্রোথ এবং নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণে উদ্ভাবনগুলি বৃহৎ-ব্যাসের ওয়েফার থেকে প্যাটার্নযুক্ত এবং যৌগিক কাঠামো পর্যন্ত তাদের অ্যাপ্লিকেশন ইকোসিস্টেম প্রসারিত করেছে। প্রযুক্তি বিকশিত হওয়ার সাথে সাথে, নীলা সেমিকন্ডাক্টর এবং ফোটোনিক্স শিল্পে অপরিহার্য, যা দক্ষতা, কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করে।