Vervaardiging van gasverspreidingstelsels in die halfgeleierbedryf

In halfgeleiervervaardiging doen gasse al die werk en lasers kry al die aandag. Terwyl lasers transistorpatrone in silikon ets, is die ets wat die silikon eerste neerslaan en die laser afbreek om volledige stroombane te maak, 'n reeks gasse. Dit is nie verbasend dat hierdie gasse, wat gebruik word om mikroverwerkers deur 'n multi-stadium proses te ontwikkel, van hoë suiwerheid is nie. Benewens hierdie beperking, het baie van hulle ander bekommernisse en beperkings. Sommige van die gasse is kriogeen, ander is korrosief, en nog ander is hoogs giftig.

Al met al maak hierdie beperkings die vervaardiging van gasverspreidingstelsels vir die halfgeleierbedryf 'n aansienlike uitdaging. Materiaalspesifikasies is veeleisend. Benewens materiaalspesifikasies, is 'n gasverspreidingsskikking 'n komplekse elektromeganiese reeks met mekaar verbind stelsels. Die omgewings waarin hulle saamgestel word, is kompleks en oorvleuel. Finale vervaardiging vind op die terrein plaas as deel van die installasieproses. Orbitale soldering help om aan die hoë spesifikasies van gasverspreidingsvereistes te voldoen, terwyl vervaardiging in stywe, uitdagende omgewings meer hanteerbaar word.

Hoe die halfgeleierbedryf gasse gebruik

Voordat jy probeer om die vervaardiging van 'n gasverspreidingstelsel te beplan, is dit nodig om ten minste die basiese beginsels van halfgeleiervervaardiging te verstaan. In sy kern gebruik halfgeleiers gasse om byna-elementêre vaste stowwe op 'n hoogs beheerde wyse op 'n oppervlak neer te sit. Hierdie gedeponeerde vastestowwe word dan verander deur bykomende gasse, lasers, chemiese etsmiddels en hitte in te voer. Die stappe in die breë proses is:

Afsetting: Dit is die proses om die aanvanklike silikonwafel te skep. Silikonvoorlopergasse word in 'n vakuumafsettingskamer gepomp en vorm dun silikonskyfies deur chemiese of fisiese interaksies.

Fotolitografie: Die foto-afdeling verwys na lasers. In die hoër ekstreme ultraviolet litografie (EUV) spektrum wat gebruik word om die hoogste spesifikasie skyfies te maak, word 'n koolstofdioksied laser gebruik om die mikroverwerker stroombaan in die wafer te ets.

Ets: Tydens die etsproses word halogeen-koolstofgas in die kamer gepomp om geselekteerde materiale in die silikonsubstraat te aktiveer en op te los. Hierdie proses graveer die lasergedrukte stroombaan effektief op die substraat.

Doping: Dit is 'n bykomende stap wat die geleidingsvermoë van die geëtste oppervlak verander om die presiese toestande te bepaal waaronder die halfgeleier gelei.

Uitgloeiing: In hierdie proses word reaksies tussen wafellae deur verhoogde druk en temperatuur veroorsaak. In wese finaliseer dit die resultate van die vorige proses en skep die voltooide verwerker in die wafer.

Kamer- en lynskoonmaak: Die gasse wat in die vorige stappe gebruik is, veral ets en doping, is dikwels hoogs giftig en reaktief. Daarom moet die proseskamer en die gaslyne wat dit voed met neutraliserende gasse gevul word om skadelike reaksies te verminder of uit te skakel, en dan met inerte gasse gevul word om die indringing van enige kontaminerende gasse uit die buite-omgewing te voorkom.

Gasverspreidingstelsels in die halfgeleierbedryf is dikwels kompleks as gevolg van die baie verskillende gasse wat betrokke is en die streng beheer van gasvloei, temperatuur en druk wat oor tyd gehandhaaf moet word. Dit word verder bemoeilik deur die ultrahoë suiwerheid wat vir elke gas in die proses vereis word. Die gasse wat in die vorige stap gebruik is, moet uit die lyne en kamers gespoel word of andersins geneutraliseer word voordat die volgende stap van die proses kan begin. Dit beteken dat daar 'n groot aantal gespesialiseerde lyne is, koppelvlakke tussen die gelaste buisstelsel en die slange, koppelvlakke tussen die slange en buise en die gasreguleerders en sensors, en koppelvlakke tussen al die voorheen genoemde komponente en die kleppe en seëlstelsels ontwerp om te verhoed dat pyplynbesoedeling van die aardgasvoorraad uitgeruil word.

Daarbenewens sal die buitekant van skoonkamers en spesialiteitsgasse toegerus word met grootmaatgastoevoerstelsels in skoonkameromgewings en gespesialiseerde beperkte gebiede om enige gevare in die geval van toevallige lekkasie te versag. Om hierdie gasstelsels in so 'n komplekse omgewing te sweis is geen maklike taak nie. Met sorg, aandag aan detail en die regte toerusting kan hierdie taak egter suksesvol uitgevoer word.

Vervaardiging van gasverspreidingstelsels in die halfgeleierbedryf

Die materiale wat in halfgeleiergasverspreidingstelsels gebruik word, is hoogs veranderlik. Dit kan dinge soos PTFE-gevoerde metaalpype en slange insluit om hoogs korrosiewe gasse te weerstaan. Die mees algemene materiaal wat gebruik word vir algemene doel pype in die halfgeleier industrie is 316L vlekvrye staal - 'n lae koolstof vlekvrye staal variant. As dit by 316L teenoor 316 kom, is 316L meer bestand teen interkorrelkorrosie. Dit is 'n belangrike oorweging by die hantering van 'n reeks hoogs reaktiewe en potensieel vlugtige gasse wat koolstof kan korrodeer. Sweis 316L vlekvrye staal stel minder koolstof neerslae vry. Dit verminder ook die potensiaal vir graangrenserosie, wat kan lei tot putkorrosie in sweislasse en hitte-geaffekteerde sones.

Om die moontlikheid van pypkorrosie te verminder wat lei tot produklynkorrosie en kontaminasie, is 316L vlekvrye staal gesweis met suiwer argon-afskermgas en wolframgas-beskermde sweisrelings die standaard in die halfgeleierbedryf. Die enigste sweisproses wat die beheer verskaf wat nodig is om 'n hoë suiwer omgewing in prosespype te handhaaf. Outomatiese orbitale sweiswerk is slegs beskikbaar in halfgeleiergasverspreiding