Kako se plinovi koriste u proizvodnji poluvodiča Hrvatska

Industrija poluvodiča je ogromna globalna industrija koja svake godine raste, što znači da će potražnja za plinovima visoke čistoće rasti u skladu s tim.

Pouzdana opskrba plinom visoke čistoće ključna je za proizvodnju poluvodiča, posebno u naprednim tehnologijama kao što su pametni telefoni i autonomna vozila.

Proces proizvodnje integriranih sklopova vrlo je složen, zahtijeva više od 30 različitih plinova u svim fazama, što raspon korištenih plinova čini jednim od najraširenijih u bilo kojoj industriji.

Plin je važan dio proizvodnje poluvodiča jer može proizvesti kemijske reakcije potrebne za oblikovanje električnih karakteristika poluvodiča. Zbog svoje složenosti, plin koji se koristi u svakoj fazi proizvodnog procesa mora biti točan i precizan kako bi se poluvodič ispravno konfigurirao.

Kontinuiranim razvojem industrije poluvodiča razvijaju se i plinovi koji se koriste u procesu. Neki od korištenih plinova iz jezgre uključuju dušik, kisik, argon i vodik. Detaljno ćemo raspravljati o njihovim ulogama u procesu proizvodnje.

Dušik

Zbog svoje dostupnosti i inertnosti, dušik je glavni plin koji se koristi u svakom koraku procesa proizvodnje poluvodiča, ali njegova je glavna upotreba u fazi pročišćavanja. U ovoj fazi, dušik se koristi za ispiranje svakog kanala i mreže cijevi kako bi se uklonio sav kisik u strojevima i alatima, kako bi se zaštitili od drugih plinova koji mogu kontaminirati proces.

Osim toga, većina tvornica poluvodiča opremljena je generatorima dušika na licu mjesta zbog velike upotrebe dušika u cijelom procesu. Što je još važnije, uz proizvodnju visokotehnoloških pametnih telefona i drugih tehnologija, imperativ je zadržati niske troškove dok pokušavate zadovoljiti veliku potražnju.

Možete reći da dušik čuva alate, prostore i cijevi od potencijalne vlage, kemijskih onečišćenja i čestica. To je esencijalni plin, koji se koristi u cijelom procesu od početka do kraja, što nije ni čudo zašto generatore instaliraju na licu mjesta.

Kisik

Kao što znate, kisik je oksidans, stoga je ključno proizvesti reakciju taloženja. Koristi se za uzgoj slojeva silicijevog oksida za razne elemente u procesu, kao što su difuzijske maske.

Kada se kisik koristi za proizvodnju poluvodiča, plin mora biti ultravisoke čistoće kako bi se spriječilo da nečistoće utječu na proizvodnju i performanse uređaja.

Tijekom procesa jetkanja, kisik se također koristi za uklanjanje bilo kakvog dodatnog generiranog materijalnog otpada. Također se može koristiti da bilo koji uzorak za jetkanje postane trajan.

Konačno, kisik također pomaže neutralizirati reaktivne plinove kroz oksidacijske reakcije koje mogu promijeniti kvalitetu proizvoda. Stoga, poput dušika, kisik također pomaže u sprječavanju zagađenja.

argon

Argon se uglavnom koristi za proces taloženja i jetkanja u ultraljubičastom litografskom laseru i koristi se za izradu najmanjeg uzorka na poluvodičkom čipu.

Tijekom proizvodnje potrebne silicijske pločice, plin argon se koristi za zaštitu kristala silicija formiranog na pločici od bilo kakve moguće reakcije s kisikom i dušikom tijekom procesa rasta na visokoj temperaturi.

Budući da je argon također vrlo inertan plin, koristi se za stvaranje nereaktivnog okruženja za taloženje raspršenim metalom. Ponekad je reaktivnost dušika prejaka, što će dovesti do stvaranja metalnih nitrida.

Osim toga, tekući argon se koristi s alatima za čišćenje najmanjih i najlomljivijih čipova.

Vodik

Upotreba vodika u proizvodnji poluvodiča mogla bi se povećati zbog veće potražnje. Osobito u fazi fotolitografije, vodik se koristi za reakciju s kemijskim kositrom za proizvodnju kositrenog hidrida. Kositar hidrid je potreban kako se ne bi nakupljao na skupim optičkim elementima.

Koristi se za epitaksijalno taloženje silicija i silicij-germanija u procesu taloženja, te za pripremu površine postupkom žarenja.

Vodik se koristi za stvaranje novog oksidnog sloja za modificiranje postojećeg tankog filma. Ovaj se proces odvija u okruženjima visokog tlaka i visoke temperature, što znači da je kontrola protoka, temperature i tlaka vrlo važna.

Osim toga, vodik se također koristi u fazi dopiranja kako bi pomogao u kontroli razgradnje, jer je plin koji se koristi u ovom procesu vrlo toksičan. Toliko ih je potrebno pohraniti u uređaj koji može spriječiti curenje.

Diboran je također kemikalija koja se koristi u procesu dopinga, ali zbog toplinske nestabilnosti, polako će se razgraditi, pa je potreban vodik da pomogne u stabilizaciji.

Poluvodiči u svakodnevnom životu

Poluvodiči se koriste u svim vrstama svakodnevne opreme, poput računala, pametnih telefona, televizora, a također i u naprednim tehnologijama, poput medicinske opreme, vojnih sustava i mnogih drugih aplikacija.

Dio su naše svakodnevice i ne primjećujemo ih jer postoje u uređajima koje svakodnevno koristimo. Bez poluvodiča nećemo moći učiniti mnoge stvari. S razvojem poluvodičke tehnologije postat će pouzdaniji, inteligentniji i kompaktniji.

Od komunikacija, transporta i zabave, to je samo mali dio onoga što su poluvodiči učinili za nas. Oni će pokretati buduću tehnologiju i inovacije, omogućujući nam da radimo stvari koje nikada nismo mogli zamisliti.