Cara gas digunakan dalam pembuatan semikonduktor

Industri semikonduktor adalah industri global yang besar, yang terus tumbuh setiap tahunnya, yang berarti permintaan akan gas murni tinggi akan meningkat sesuai dengan itu.

Memiliki pasokan gas berkekuatan tinggi yang andal sangat penting untuk manufaktur semikonduktor, terutama dalam teknologi canggih seperti ponsel pintar dan kendaraan otonom.

Proses produksi sirkuit terpadu sangat kompleks, memerlukan lebih dari 30 jenis gas yang berbeda di semua tahap, yang membuat rentang gas yang digunakan salah satu yang paling luas di industri mana pun.

Gas merupakan bagian penting dari pembuatan semikonduktor, karena dapat menghasilkan reaksi kimia yang diperlukan untuk membentuk karakteristik listrik dari semikonduktor. Karena kesulitannya, gas yang digunakan pada setiap tahap proses produksi harus tepat dan akurat untuk mengonfigurasi semikonduktor dengan benar.

Dengan perkembangan terus-menerus industri semikonduktor, gas yang digunakan dalam proses tersebut juga berkembang. Beberapa gas inti yang digunakan meliputi nitrogen, oksigen, argon, dan hidrogen. Kami akan mendiskusikan peran mereka dalam proses manufaktur secara mendalam.

Nitrogen

Karena ketersediaannya dan sifat tidak reaktifnya, nitrogen adalah gas utama yang digunakan dalam setiap tahap proses pembuatan semikonduktor, tetapi penggunaan utamanya adalah pada tahap pembersihan. Pada tahap ini, nitrogen digunakan untuk membilas setiap saluran dan jaringan pipa untuk menghilangkan oksigen di mesin dan alat-alat, sehingga melindungi mereka dari gas lain yang dapat mencemari proses.

Selain itu, sebagian besar pabrik semikonduktor dilengkapi dengan pembangkit nitrogen di lokasi karena penggunaan nitrogen yang besar dalam seluruh proses. Yang lebih penting, dengan produksi smartphone canggih dan teknologi lainnya, sangat penting untuk menjaga biaya tetap rendah sambil berusaha memenuhi permintaan tinggi.

Bisa dibilang bahwa nitrogen menjaga alat, ruang, dan pipa dari kelembapan potensial, kontaminan kimia, dan partikel. Ini adalah gas esensial yang digunakan sepanjang proses dari awal hingga akhir, sehingga tidak heran mereka memasang generator di lokasi.

Oksigen

Seperti yang Anda ketahui, oksigen adalah suatu oksidan, sehingga sangat penting untuk menghasilkan reaksi pengendapan. Oksigen digunakan untuk menumbuhkan lapisan oksida silikon pada berbagai elemen dalam proses tersebut, seperti topeng difusi.

Ketika oksigen digunakan untuk pembuatan semikonduktor, gas tersebut harus memiliki kepurenan ultra-tinggi untuk mencegah adanya kontaminan yang mempengaruhi produksi dan kinerja perangkat.

Selama proses etching, oksigen juga digunakan untuk menghilangkan limbah material tambahan yang terbentuk. Oksigen juga dapat digunakan untuk membuat pola etching menjadi permanen.

Terakhir, oksigen juga membantu menetralkan gas reaktif melalui reaksi oksidasi yang dapat memengaruhi kualitas produk. Oleh karena itu, seperti nitrogen, oksigen juga membantu memastikan tidak terjadi polusi.

Argon

Argon主要用于ultraviolet lithography laser dalam proses deposition dan etching, dan digunakan untuk membuat pola terkecil di atas chip semikonduktor.

Selama pembuatan silikon wafer yang diperlukan, gas argon digunakan untuk melindungi kristal silikon yang terbentuk pada wafer dari reaksi potensial dengan oksigen dan nitrogen selama proses pertumbuhan suhu tinggi.

Karena argon juga merupakan gas yang sangat tidak reaktif, ia digunakan untuk memberikan lingkungan yang tidak reaktif untuk penyetoran metal sputtering. Terkadang reaktivitas nitrogen terlalu kuat, yang akan mengarah pada pembentukan nitrida logam.

Selain itu, cairan argon digunakan dengan alat-alat untuk membersihkan chip yang paling kecil dan rapuh.

Hidrogen

Penggunaan hidrogen dalam manufaktur semikonduktor mungkin meningkat karena permintaan yang lebih tinggi. Terutama pada tahap fotolitografi, hidrogen digunakan untuk bereaksi dengan timah kimia untuk menghasilkan hidrida timah. Hidrida timah diperlukan agar tidak menumpuk pada elemen optik yang mahal.

Ini digunakan untuk penyetoran epitaksial silikon dan germanium silikon dalam proses penyetoran, serta untuk persiapan permukaan melalui proses annealing.

Hidrogen digunakan untuk menciptakan lapisan oksida baru guna memodifikasi film tipis yang sudah ada. Proses ini terjadi dalam lingkungan tekanan tinggi dan suhu tinggi, yang berarti pengendalian laju aliran, suhu, dan tekanan sangat penting.

Selain itu, hidrogen juga digunakan pada tahap doping untuk membantu mengontrol dekomposisi, karena gas yang digunakan dalam proses ini sangat beracun. Sehingga mereka perlu disimpan dalam perangkat yang dapat mencegah kebocoran.

Diboran juga merupakan bahan kimia yang digunakan dalam proses doping, tetapi karena ketidakstabilan termal, ia akan secara perlahan terurai, sehingga diperlukan hidrogen untuk membantu menstabilikannya.

Semikonduktor dalam kehidupan sehari-hari

Semikonduktor digunakan dalam berbagai peralatan sehari-hari seperti komputer, smartphone, televisi, serta dalam teknologi canggih seperti peralatan medis, sistem militer, dan banyak aplikasi lainnya.

Mereka merupakan bagian dari kehidupan sehari-hari kita dan kita tidak menyadarinya karena mereka ada di dalam perangkat yang kita gunakan setiap hari. Tanpa semiconductor, kita tidak akan bisa melakukan banyak hal. Dengan perkembangan teknologi semiconductor, mereka akan menjadi lebih andal, cerdas, dan kompak.

Dari komunikasi, transportasi hingga hiburan, ini hanyalah sebagian kecil dari apa yang telah dilakukan semiconductor untuk kita. Mereka akan menggerakkan teknologi dan inovasi di masa depan, memungkinkan kita melakukan hal-hal yang belum pernah kita bayangkan.