تعميم الغازات فائقة النقاء في صناعة أشباه الموصلات!

تعتبر الغازات فائقة النقاء ضرورية في جميع أنحاء سلسلة توريد أشباه الموصلات. في الواقع، بالنسبة لشركة صناعية نموذجية، تعد الغازات عالية النقاء أكبر تكلفة مادية بعد السيليكون نفسه. في أعقاب النقص العالمي في الرقائق، تتوسع الصناعة بشكل أسرع من أي وقت مضى - ويتزايد الطلب على الغازات عالية النقاء.

الغازات السائبة الأكثر استخدامًا في صناعة أشباه الموصلات هي النيتروجين والهيليوم والهيدروجين والأرجون.

نتروجين

يشكل النيتروجين 78% من غلافنا الجوي وهو متوافر بكثرة. ويصادف أيضًا أنه خامل كيميائيًا وغير موصل للكهرباء. ونتيجة لذلك، وجد النيتروجين طريقه إلى عدد من الصناعات كغاز خامل فعال من حيث التكلفة.

صناعة أشباه الموصلات هي المستهلك الرئيسي للنيتروجين. ومن المتوقع أن يستخدم مصنع حديث لأشباه الموصلات ما يصل إلى 50,000 ألف متر مكعب من النيتروجين في الساعة. في صناعة أشباه الموصلات، يعمل النيتروجين كغاز خامل وتطهير للأغراض العامة، مما يحمي رقائق السيليكون الحساسة من الأكسجين التفاعلي والرطوبة في الهواء.

الهليوم

الهيليوم هو غاز خامل. وهذا يعني أن الهيليوم، مثل النيتروجين، خامل كيميائيًا - ولكنه يتمتع أيضًا بميزة إضافية تتمثل في التوصيل الحراري العالي. وهذا مفيد بشكل خاص في تصنيع أشباه الموصلات، مما يسمح لها بتوصيل الحرارة بكفاءة بعيدًا عن العمليات عالية الطاقة والمساعدة في حمايتها من الأضرار الحرارية والتفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها.

هيدروجين

يستخدم الهيدروجين على نطاق واسع في جميع أنحاء عملية تصنيع الإلكترونيات، وإنتاج أشباه الموصلات ليس استثناءً. على وجه الخصوص، يستخدم الهيدروجين من أجل:

التلدين: عادة ما يتم تسخين رقائق السيليكون إلى درجات حرارة عالية وتبريدها ببطء لإصلاح (تصلب) البنية البلورية. يستخدم الهيدروجين لنقل الحرارة بالتساوي إلى الرقاقة وللمساعدة في إعادة بناء البنية البلورية.

الفوقي: يستخدم الهيدروجين عالي النقاء كعامل اختزال في الترسيب الفوقي لمواد أشباه الموصلات مثل السيليكون والجرمانيوم.

الترسيب: يمكن تطعيم الهيدروجين في أغشية السيليكون لجعل تركيبها الذري أكثر اضطرابا، مما يساعد على زيادة المقاومة.

تنظيف البلازما: تعتبر بلازما الهيدروجين فعالة بشكل خاص في إزالة تلوث القصدير من مصادر الضوء المستخدمة في الطباعة الحجرية فوق البنفسجية.

الأرجون عنصر غازي

الأرجون هو غاز نبيل آخر، لذلك يظهر نفس التفاعل المنخفض مثل النيتروجين والهيليوم. ومع ذلك، فإن طاقة التأين المنخفضة للأرجون تجعله مفيدًا في تطبيقات أشباه الموصلات. بسبب سهولة التأين النسبية، يستخدم الأرجون عادة كغاز البلازما الأساسي لتفاعلات الحفر والترسيب في تصنيع أشباه الموصلات. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم الأرجون أيضًا في ليزر الإكسيمر للطباعة الحجرية فوق البنفسجية.

لماذا النقاء مهم

عادة، يتم تحقيق التقدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات من خلال قياس الحجم، ويتميز الجيل الجديد من تكنولوجيا أشباه الموصلات بأحجام ميزات أصغر. يؤدي هذا إلى فوائد متعددة: المزيد من الترانزستورات في حجم معين، وتيارات محسنة، واستهلاك أقل للطاقة، وتبديل أسرع.

ومع ذلك، مع انخفاض الحجم الحرج، أصبحت أجهزة أشباه الموصلات متطورة بشكل متزايد. في عالم حيث موقع الذرات الفردية مهم، فإن عتبات تحمل الخطأ تكون ضيقة للغاية. ونتيجة لذلك، تتطلب عمليات أشباه الموصلات الحديثة غازات معالجة بأعلى درجة نقاء ممكنة.

WOFLY هي مؤسسة عالية التقنية متخصصة في هندسة أنظمة تطبيقات الغاز: نظام الغاز الإلكتروني الخاص، نظام دائرة الغاز المختبري، نظام إمداد الغاز المركزي الصناعي، نظام الغاز السائب (السائل)، الغاز عالي النقاء ونظام الأنابيب الثانوية لغاز العمليات الخاصة، توصيل المواد الكيميائية نظام المياه النقية لتوفير مجموعة كاملة من الخدمات الهندسية والفنية والمنتجات المساعدة من الاستشارات الفنية والتخطيط الشامل وتصميم النظام واختيار المعدات والمكونات الجاهزة وتركيب وبناء موقع المشروع واختبار النظام الشامل، الصيانة والمنتجات الداعمة الأخرى بطريقة متكاملة.