سیمی کنڈکٹر انڈسٹری بنیادی طور پر مربوط سرکٹس، کنزیومر الیکٹرانکس، کمیونیکیشن سسٹم، فوٹو وولٹک پاور جنریشن، لائٹنگ ایپلی کیشنز، ہائی پاور پاور کنورژن اور دیگر شعبوں پر توجہ مرکوز کرتی ہے۔ ٹیکنالوجی یا اقتصادی ترقی کے نقطہ نظر سے، سیمی کنڈکٹرز کی اہمیت بہت زیادہ ہے۔
آج کل زیادہ تر الیکٹرانک مصنوعات، جیسے کمپیوٹر، موبائل فون، یا ڈیجیٹل ریکارڈرز، سیمی کنڈکٹرز کے ساتھ ان کی بنیادی اکائیوں کے طور پر بہت گہرا تعلق رکھتے ہیں۔ عام سیمی کنڈکٹر مواد میں سلکان، جرمینیئم، گیلیم آرسنائیڈ وغیرہ شامل ہیں۔ مختلف سیمی کنڈکٹر مواد میں، سیلیکون تجارتی استعمال میں سب سے زیادہ اثر انداز ہے۔
سیمی کنڈکٹرز کمرے کے درجہ حرارت پر کنڈکٹرز اور انسولیٹروں کے درمیان چالکتا والے مواد کا حوالہ دیتے ہیں۔ ریڈیو، ٹیلی ویژن، اور درجہ حرارت کی پیمائش میں اس کے وسیع پیمانے پر استعمال کی وجہ سے، سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں بہت زیادہ اور ہمیشہ بدلتی ہوئی ترقی کی صلاحیت ہے۔ سیمی کنڈکٹرز کی قابل کنٹرول چالکتا تکنیکی اور اقتصادی دونوں شعبوں میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہے۔
سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کے اوپری حصے میں آئی سی ڈیزائن کمپنیاں اور سلکان ویفر بنانے والی کمپنیاں ہیں۔ آئی سی ڈیزائن کمپنیاں صارفین کی ضروریات کے مطابق سرکٹ ڈایاگرام ڈیزائن کرتی ہیں، جبکہ سلکان ویفر بنانے والی کمپنیاں پولی کرسٹل لائن سلکان کو خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے سلکان ویفرز تیار کرتی ہیں۔ مڈ اسٹریم آئی سی مینوفیکچرنگ کمپنیوں کا بنیادی کام آئی سی ڈیزائن کمپنیوں کے ڈیزائن کردہ سرکٹ ڈایاگرام کو سلیکون ویفر مینوفیکچرنگ کمپنیوں کے تیار کردہ ویفرز میں ٹرانسپلانٹ کرنا ہے۔ اس کے بعد مکمل شدہ ویفرز کو ڈاون اسٹریم IC پیکیجنگ اور ٹیسٹنگ فیکٹریوں کو پیکیجنگ اور جانچ کے لیے بھیجا جاتا ہے۔
فطرت میں موجود مادوں کو ان کی چالکتا کی بنیاد پر تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: موصل، موصل اور سیمی کنڈکٹر۔ سیمی کنڈکٹر مواد کمرے کے درجہ حرارت پر موصل اور موصل مواد کے درمیان چالکتا کے ساتھ فعال مواد کی ایک قسم کا حوالہ دیتے ہیں۔ ترسیل دو قسم کے چارج کیریئرز، الیکٹران اور سوراخ کے استعمال سے حاصل کی جاتی ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر برقی مزاحمت عام طور پر 10-5 اور 107 ohms · میٹر کے درمیان ہوتی ہے۔ عام طور پر، بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے۔ اگر فعال نجاست کو روشنی یا تابکاری کے ساتھ شامل یا شعاع کیا جاتا ہے، تو برقی مزاحمتی شدت کے کئی آرڈرز سے مختلف ہو سکتی ہے۔ سلکان کاربائیڈ ڈیٹیکٹر 1906 میں تیار کیا گیا تھا۔ 1947 میں ٹرانزسٹروں کی ایجاد کے بعد، سیمی کنڈکٹر مواد، مواد کے ایک آزاد شعبے کے طور پر، بہت ترقی کر چکے ہیں اور الیکٹرانک صنعت اور ہائی ٹیک شعبوں میں ناگزیر مواد بن گئے ہیں۔ سیمی کنڈکٹر مواد کی چالکتا ان کی خصوصیات اور پیرامیٹرز کی وجہ سے بعض ٹریس نجاستوں کے لیے انتہائی حساس ہے۔ اعلی طہارت کے حامل سیمی کنڈکٹر مواد کو اندرونی سیمی کنڈکٹر کہا جاتا ہے، جو کمرے کے درجہ حرارت پر زیادہ برقی مزاحمتی صلاحیت رکھتے ہیں اور بجلی کے ناقص موصل ہیں۔ اعلی پاکیزگی والے سیمی کنڈکٹر مواد میں مناسب نجاست شامل کرنے کے بعد، ناپاک ایٹموں کے ذریعے ترسیلی کیریئرز کی فراہمی کی وجہ سے مواد کی برقی مزاحمتی صلاحیت بہت کم ہو جاتی ہے۔ اس قسم کے ڈوپڈ سیمی کنڈکٹر کو اکثر ناپاک سیمی کنڈکٹر کہا جاتا ہے۔ ناپاک سیمی کنڈکٹرز جو چالکتا کے لیے کنڈکشن بینڈ الیکٹران پر انحصار کرتے ہیں انہیں N-type سیمک کنڈکٹرز کہا جاتا ہے، اور وہ جو valence band hole conductivity پر انحصار کرتے ہیں P-type سیمک کنڈکٹرز کہلاتے ہیں۔ جب مختلف قسم کے سیمی کنڈکٹرز آپس میں آتے ہیں (PN جنکشن بناتے ہیں) یا جب سیمی کنڈکٹرز دھاتوں کے ساتھ رابطے میں آتے ہیں تو، الیکٹران (یا سوراخ) کے ارتکاز میں فرق کی وجہ سے پھیلاؤ ہوتا ہے، رابطہ کے مقام پر ایک رکاوٹ بنتا ہے۔ لہذا، اس قسم کے رابطے میں واحد چالکتا ہے. پی این جنکشنز کی یک طرفہ چالکتا کو بروئے کار لاتے ہوئے، مختلف افعال کے ساتھ سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز بنائے جا سکتے ہیں، جیسے کہ ڈائیوڈ، ٹرانزسٹر، تھائریسٹر وغیرہ۔ اس کے علاوہ، سیمی کنڈکٹر مواد کی چالکتا بیرونی حالات جیسے گرمی، روشنی، میں ہونے والی تبدیلیوں کے لیے انتہائی حساس ہوتی ہے۔ بجلی، مقناطیسیت وغیرہ۔ اس کی بنیاد پر معلومات کی تبدیلی کے لیے مختلف حساس اجزاء تیار کیے جا سکتے ہیں۔ سیمی کنڈکٹر مواد کے خصوصیت کے پیرامیٹرز میں بینڈ گیپ کی چوڑائی، مزاحمتی صلاحیت، کیریئر کی نقل و حرکت، غیر متوازن کیریئر کی زندگی بھر، اور نقل مکانی کی کثافت شامل ہیں۔ بینڈ گیپ کی چوڑائی کا تعین سیمی کنڈکٹر کی الیکٹرانک حالت اور ایٹم کنفیگریشن سے ہوتا ہے، جو ایٹموں میں والینس الیکٹرانوں کے لیے درکار توانائی کی عکاسی کرتا ہے جو اس مواد کو پابند حالت سے آزاد حالت میں اکسانے کے لیے بناتے ہیں۔ برقی مزاحمت اور کیریئر کی نقل و حرکت کسی مواد کی چالکتا کی عکاسی کرتی ہے۔ غیر متوازن کیریئر کی زندگی کا دورانیہ بیرونی اثرات (جیسے روشنی یا برقی میدان) کے تحت غیر متوازن حالت سے توازن کی حالت میں منتقل ہونے والے سیمی کنڈکٹر مواد میں اندرونی کیریئرز کی نرمی کی خصوصیات کی عکاسی کرتا ہے۔ کرسٹل میں نقائص کی سب سے عام قسم کی نقل مکانی ہے۔ نقل مکانی کی کثافت کا استعمال سیمی کنڈکٹر سنگل کرسٹل مواد کی جعلی سالمیت کی ڈگری کی پیمائش کے لیے کیا جاتا ہے، لیکن بے ساختہ سیمی کنڈکٹر مواد کے لیے، یہ پیرامیٹر موجود نہیں ہے۔ سیمی کنڈکٹر مواد کے خصوصیت کے پیرامیٹرز نہ صرف سیمی کنڈکٹر مواد اور دیگر غیر سیمی کنڈکٹر مواد کے درمیان فرق کی عکاسی کر سکتے ہیں، لیکن اس سے بھی اہم بات یہ ہے کہ وہ مختلف سیمی کنڈکٹر مواد کی خصوصیات اور یہاں تک کہ مختلف حالات میں ایک ہی مواد میں مقداری فرق کو ظاہر کر سکتے ہیں۔
