Verbreitung von ultrahochreinen Gasen in der Halbleiterherstellung!

Ultra-reine Gase sind in der gesamten Halbleiter-Wertschöpfungskette unerlässlich. Tatsächlich sind für ein typisches Fab hochreine Gase nach dem Silizium die größte Materialkostenposition. Im Gefolge der weltweiten Chip-Knappheit expandiert die Branche schneller als je zuvor - und die Nachfrage nach Hochrein-Gasen nimmt zu.

Die am häufigsten verwendeten Massengase im Halbleiterherstellungsprozess sind Stickstoff, Helium, Wasserstoff und Argon.

Stickstoff

Stickstoff macht 78 % unserer Atmosphäre aus und ist äußerst reichhaltig. Er ist zudem chemisch inert und nicht leitend. Als Ergebnis hat sich Stickstoff in einer Reihe von Industrien als kostengünstiges Trägergas etabliert.

Die Halbleiterindustrie ist ein großer Verbraucher von Stickstoff. Ein modernes Halbleiterfertigungswerk verbraucht bis zu 50.000 Kubikmeter Stickstoff pro Stunde. In der Halbleiterherstellung dient Stickstoff als allgemeines Inert- und Spülgas, das empfindliche Siliziumwafer vor reaktiver Sauerstoff und Feuchtigkeit in der Luft schützt.

Helium

Helium ist ein Edelgas. Das bedeutet, dass es wie Stickstoff chemisch inert ist - es hat jedoch den zusätzlichen Vorteil einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Dies ist insbesondere in der Halbleiterherstellung von Vorteil, da es Wärme effizient von hochenergetischen Prozessen abführen und sie vor thermischem Schaden und unerwünschten chemischen Reaktionen schützen kann.

Wasserstoff

Wasserstoff wird ausgiebig im gesamten Elektronikherstellungsprozess eingesetzt, und die Herstellung von Halbleitern ist da keine Ausnahme. Insbesondere wird Wasserstoff für folgende Zwecke verwendet:

Anealing: Siliziumwafer werden typischerweise auf hohe Temperaturen erhitzt und langsam abgekühlt, um die Kristallstruktur zu reparieren (Anealen). Wasserstoff wird verwendet, um Wärme gleichmäßig auf den Wafer zu übertragen und bei der Wiederherstellung der Kristallstruktur zu helfen.

Epitaxie: Ultra-reiner Wasserstoff wird als Reduktionsmittel bei der epitaktischen Abscheidung von Halbleitermaterialien wie Silizium und Germanium verwendet.

Abscheidung: Wasserstoff kann in Siliziumfilme eindiffundieren, um ihre atomare Struktur unordentlicher zu machen und dabei helfen, die Spezifische Widerstand zu erhöhen.

Plasma-Reinigung: Wasserstoffplasma ist besonders effektiv bei der Entfernung von Zinnkontamination aus Lichtquellen, die in UV-Lithografie verwendet werden.

Argon

Argon ist ein weiteres Edelgas, daher zeigt es dieselbe geringe Reaktivität wie Stickstoff und Helium. Allerdings macht die niedrige Ionisierungsenergie des Argons es nützlich für Halbleiteranwendungen. Aufgrund seiner relativen Leichtigkeit zu ionisieren wird Argon häufig als primäres Plasмагas für Ätz- und Abschlagreaktionen in der Halbleiterfertigung verwendet. Darüber hinaus wird Argon auch in Excimer-Lasern für UV-Lithografie eingesetzt.

Warum Reinheit wichtig ist

Typischerweise wurden Fortschritte in der Halbleitertechnologie durch Größenverkleinerung erzielt, und die neue Generation der Halbleitertechnologie zeichnet sich durch kleinere Strukturgrößen aus. Dies bietet mehrere Vorteile: Mehr Transistoren in einem gegebenen Volumen, verbesserte Ströme, geringerer Energieverbrauch und schnellere Schaltvorgänge.

Jedoch verringert sich die kritische Größe, wodurch Halbleiterbauelemente immer komplexer werden. In einer Welt, wo die Position einzelner Atome von Bedeutung ist, sind Fehler toleranzschwellen sehr eng. Daher benötigen moderne Halbleiterprozesse Prozessgase mit der höchsten möglichen Reinheit.

WOFLY ist ein hochtechnologisches Unternehmen, das sich auf Gasanwendungssystemingenieurwesen spezialisiert: Elektronik-Spezialgassystem, Laborgasleitungsanlage, industrielle zentrale Gasversorgungssysteme, Massengas (Flüssig) System, Hochreingas und Spezialprozessgas Sekundärschlauchsystem, Chemikalienlieferungssystem, Reinstwassersystem, um eine vollständige Reihe von Ingenieurs- und technischen Dienstleistungen sowie zugehörige Produkte bereitzustellen. Dies erfolgt in einem integrierten Ansatz von technischem Beratungsangebot, Gesamtplanung, Systemdesign, Auswahl der Ausrüstung, Vorfabrikation von Komponenten, Installation und Baustellenbau des Projekts, Gesamtsystemtest, Wartung und anderen dazugehörigen Produkten.