Jak se plyny používají v výrobě polovodičů

Polovodičový průmysl je obrovský globální průmysl, který roste každý rok, což znamená, že poptávka po vysoce čistých plynech bude přímo úměrně rostoucí.

Důležité je mít spolehlivý zdroj plynu vysoké čistoty 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 dělá paletu používaných plynů jednou z nejrozšířenějších v jakémkoliv průmyslu.

Plyn je důležitou součástí výroby polovodičů, protože dokáže vyvolat chemické reakce potřebné k tvarování elektrických vlastností polovodičů. Z důvodu jeho složitosti musí být plyn použitý v každé fázi výrobního procesu přesný a přesný, aby se správně nakonfiguroval polovodič.

S kontinuálním rozvojem polovodičového průmyslu se také vyvíjí plyny používané v procesu. Mezi některé z jádrových plynů patří dusík, kyslík, argon a vodík. Jejich role v procesu výroby probudeme podrobněji.

Dusík

Díky své dostupnosti a inertnosti je dusík hlavním plynem používaným v každém kroku výroby polovodičů, ale jeho hlavní využití je ve fázi vyplachování. V této fázi se dusík používá k očišťování každého kanálu a sítě potrubí s cílem odebrat jakýkoli kyslík z mechanismů a nástrojů, aby je chránil před dalšími plyny, které by mohly kontaminovat proces.

Navíc jsou většina polovodičových továren vybavena na místě generátory dusíku kvůli velkému využití dusíku ve celém procesu. Důležitější je, že s produkcí vysoko technologických chytrých telefonů a dalších technologií je nezbytné držet náklady co nejnižší, zatímco se snažíme vyhovět vysokému požadavku.

Můžete říct, že dusík udržuje nástroje, prostory a potrubí daleko od jakéhokoli potenciálního vlhkosti, chemických kontaminantů a částic. Je to zásadní plyn, který se používá po celém procesu od začátku do konce, takže není divu, proč instalují generátory na místě.

Kyslík

Jak víte, kyslík je oxidant, takže je nezbytný pro vyvolání depozice reakce. Používá se k růstu vrstev křemičitého oxidu pro různé prvky v procesu, jako jsou difúzní masky.

Když se kyslík používá při výrobě polovodičů, plyn musí být ultra-vysoké čistoty, aby se zabránilo jakémukoli znečištění ovlivňujícímu výrobu a výkon zařízení.

Během procesu gravírování se kyslík používá také k odstranění jakéhokoli dalšího materiálového odpadu, který vznikne. Může se také použít k udělení trvaleosti jakémukoli gravírovacímu vzoru.

Nakonec kyslík také pomáhá neutralizovat reaktivní plyny prostřednictvím oxidacních reakcí, které mohou ovlivnit kvalitu produktu. Proto, stejně jako u dvojkyslíku uhličitého, také kyslík pomáhá zajistit, aby nedocházelo k žádnému znečištění.

Argon

Argon se používá především pro proces depozice a gravírování v ultrafialovém litografickém laseru a slouží k vytvoření nejmenšího vzoru na polovodičovém čipu.

Během výroby požadovaného křemenného destiku se používá argonový plyn ke chránění křemene vznikajícího na destiku před jakoukoli možnou reakcí s kyslíkem a dinitrogenem během procesu vysokoteplotného růstu.

Protože je argon také velmi inertní plyn, používá se k poskytnutí nereaktivního prostředí pro metalickou nátěrovací deponaci. Někdy je reaktivita dusíku příliš silná, což může vést ke vzniku kovových nitridů.

Navíc se kapalný argon používá s nástroji k čištění nejmenších a nejcitlivějších čipů.

Vodík

Použití vodíku ve výrobě polovodičů může narůstat kvůli vyššímu poptávce. Zejména v fázi fotolitografie se vodík používá k reakci s chemickým olovem za účelem vytvoření olovnatého hydridu. Olovnatý hydrid je nutný, aby se neakumuloval na drahých optických prvcích.

Používá se pro epitaxiální deponaci křemene a křemenného germania v procesu deponace a také pro přípravu povrchu procesem anealingu.

Vodík se používá k vytvoření nového oxidního vrstvy, která modifikuje stávající tenkou film. Tento proces probíhá ve vysokotlakostních a vysokoteplotních prostředích, což znamená, že řízení proudové rychlosti, teploty a tlaku je velmi důležité.

Navíc se vodík používá také v fázi dovolňování k ovládání rozkladu, protože plyn použitý v tomto procesu je vysoce toxický. Proto je třeba, aby byly uloženy v zařízení, které může zabránit úniku.

Diboran je také chemikália používaná v procesu dovolňování, ale kvůli termální nestabilitě se pomalu rozkládá, takže je potřeba vodík, aby ho stabilizoval.

Polovodiče ve každodenním životě

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

Jsou součástí našeho každodenního života a nevšímejeme si je, protože se nacházejí v přístrojích, které používáme každý den. Bez polovodičů bychom nemohli dělat mnoho věcí. S rozvojem technologie polovodičů se stanou spolehlivějšími, inteligentnějšími a kompaktnějšími.

Od komunikace, dopravy po zábavu, toto je jen malá část toho, co pro nás polovodiče udělaly. Bude napájet budoucí technologii a inovaci, umožní nám dělat věci, o kterých jsme si nikdy nemysleli.