Jak se používají plyny při výrobě polovodičů Česká republika

Polovodičový průmysl je obrovským globálním průmyslem, který každým rokem neustále roste, což znamená, že poptávka po plynech o vysoké čistotě bude patřičně vzrůstat.

Spolehlivá dodávka vysoce čistého plynu je nezbytná pro výrobu polovodičů, zejména v pokročilých technologiích, jako jsou chytré telefony a autonomní vozidla.

Proces výroby integrovaných obvodů je velmi složitý, vyžaduje více než 30 různých plynů ve všech fázích, což činí z řady používaných plynů jednu z nejpoužívanějších v jakémkoli průmyslu.

Plyn je důležitou součástí výroby polovodičů, protože může produkovat chemické reakce potřebné pro tvarování elektrických charakteristik polovodičů. Kvůli své složitosti musí být plyn používaný v každé fázi výrobního procesu přesný a přesný, aby bylo možné polovodič správně nakonfigurovat.

S neustálým rozvojem polovodičového průmyslu se vyvíjejí i plyny používané v tomto procesu. Některé z používaných jaderných plynů zahrnují dusík, kyslík, argon a vodík. Podrobně probereme jejich roli ve výrobním procesu.

generátory dusíku

Díky své dostupnosti a inertnosti je dusík základním plynem používaným v každém kroku procesu výroby polovodiče, ale jeho hlavní použití je ve fázi čištění. V této fázi se dusík používá k proplachování každého kanálu a potrubní sítě, aby se odstranil veškerý kyslík ze strojů a nástrojů, aby byly chráněny před jinými plyny, které mohou kontaminovat proces.

Navíc je většina továren na výrobu polovodičů vybavena generátory dusíku přímo na místě kvůli velkému využití dusíku v celém procesu. Ještě důležitější je, že při výrobě high-tech smartphonů a dalších technologií je nutné udržovat nízké náklady a zároveň se snažit uspokojit vysokou poptávku.

Dá se říci, že dusík chrání nástroje, prostory a potrubí před případnou vlhkostí, chemickými kontaminanty a částicemi. Je to nezbytný plyn, který se používá v celém procesu od začátku až do konce, a proto není divu, že na místě instalují generátory.

Kyslík

Jak víte, kyslík je oxidační činidlo, takže je nezbytné vytvořit depoziční reakci. Používá se k pěstování vrstev oxidu křemíku pro různé prvky v procesu, jako jsou difúzní masky.

Když se pro výrobu polovodičů používá kyslík, plyn musí mít ultra vysokou čistotu, aby se zabránilo tomu, že jakákoliv nečistota ovlivní výrobu a výkon zařízení.

Během procesu leptání se také používá kyslík k odstranění dalšího vznikajícího odpadu materiálu. Může být také použit k trvalému vytvoření jakéhokoli vzoru leptání.

A konečně, kyslík také pomáhá neutralizovat reaktivní plyny prostřednictvím oxidačních reakcí, které mohou změnit kvalitu produktu. Proto, stejně jako dusík, také kyslík pomáhá zajistit, aby nedocházelo k žádnému znečištění.

argon

Argon se používá hlavně pro proces depozice a leptání v ultrafialovém litografickém laseru a používá se k vytvoření nejmenšího vzoru na polovodičovém čipu.

Během výroby požadovaného křemíkového plátku se používá plynný argon k ochraně křemíkového krystalu vytvořeného na plátku před jakoukoli potenciální reakcí s kyslíkem a dusíkem během procesu vysokoteplotního růstu.

Protože argon je také velmi inertní plyn, používá se k vytvoření nereaktivního prostředí pro nanášení kovů naprašováním. Někdy je reaktivita dusíku příliš silná, což povede k tvorbě nitridů kovů.

Kromě toho se tekutý argon používá s nástroji k čištění nejmenších a nejkřehčích třísek.

Vodík

Použití vodíku při výrobě polovodičů se může zvýšit kvůli vyšší poptávce. Zejména ve fázi fotolitografie se vodík používá k reakci s chemickým cínem za vzniku hydridu cínu. Aby se nehromadil na drahých optických prvcích, je nutný hydrid cínu.

Používá se k epitaxní depozici křemíku a křemíkového germania v procesu depozice a také k přípravě povrchu žíháním.

Vodík se používá k vytvoření nové vrstvy oxidu, která modifikuje stávající tenký film. Tento proces probíhá ve vysokotlakém a vysokoteplotním prostředí, což znamená, že řízení průtoku, teploty a tlaku je velmi důležité.

Kromě toho se v dopingové fázi používá také vodík, který pomáhá kontrolovat rozklad, protože plyn používaný v tomto procesu je vysoce toxický. Tolik, že je třeba je uložit do zařízení, které dokáže zabránit úniku.

Diboran je také chemická látka používaná v dopingovém procesu, ale kvůli tepelné nestabilitě se bude pomalu rozkládat, takže je potřeba vodík, který jej pomůže stabilizovat.

Polovodiče v každodenním životě

Polovodiče se používají ve všech druzích každodenního vybavení, jako jsou počítače, chytré telefony, televize, a také v pokročilých technologiích, jako jsou lékařské vybavení, vojenské systémy a mnoho dalších aplikací.

Jsou součástí našeho každodenního života a nevnímáme je, protože existují v zařízeních, která používáme každý den. Bez polovodičů mnoho věcí nezvládneme. S rozvojem polovodičové technologie se stanou spolehlivějšími, inteligentnějšími a kompaktnějšími.

Od komunikace, dopravy a zábavy je to jen malá část toho, co pro nás polovodiče udělaly. Budou pohánět budoucí technologie a inovace a umožní nám dělat věci, které jsme si nikdy nepředstavovali.