Cara gas digunakan dalam pembuatan semiconductor

Industri semiconductor adalah industri global yang besar, yang terus berkembang setiap tahun, yang bermakna permintaan untuk gas kekalahan tinggi akan meningkat secara bersesuaian.

Memiliki bekalan yang boleh dipercayai gas kekalkan adalah penting untuk pengeluaran semikonduktor, terutamanya dalam teknologi maju seperti telefon pintar dan kenderaan autonomi.

Proses menghasilkan litar terpadu sangat kompleks, memerlukan lebih daripada 30 jenis gas yang berbeza pada semua peringkat, yang menjadikan julat gas yang digunakan salah satu yang paling meluas dalam mana-mana industri.

Gas merupakan sebahagian penting dalam pengeluaran semikonduktor, kerana ia boleh menghasilkan tindak balas kimia yang diperlukan untuk membentuk ciri-ciri elektrik semikonduktor. Disebabkan oleh kekompleksannya, gas yang digunakan pada setiap peringkat proses pengeluaran perlu tepat dan tepat untuk mengkonfigurasi semikonduktor dengan betul.

Dengan perkembangan berterusan industri semikonduktor, gas yang digunakan dalam proses tersebut juga berkembang. Sebilangan daripada gas inti yang digunakan termasuk nitrogen, oksigen, argon dan hidrogen. Kami akan membincangkan peranan mereka dalam proses pengeluaran secara mendalam.

Nitrogen

Kerana ketersediaannya dan sifatnya yang tidak reaktif, nitrogen adalah gas utama yang digunakan dalam setiap langkah proses pembuatan semiconductor, tetapi penggunaan utamanya adalah pada peringkat pembersihan. Pada peringkat ini, nitrogen digunakan untuk membersihkan setiap saluran dan rangkaian paip untuk mengeluarkan apa-apa oksigen dalam mesin dan alatan, supaya melindungi mereka daripada gas lain yang mungkin mengkontaminasi proses.

Selain itu, kebanyakan kilang semiconductor dilengkapi dengan penjana nitrogen di tempat kerja disebabkan penggunaan nitrogen yang besar dalam keseluruhan proses. Lebih penting lagi, dengan pengeluaran telefon pintar dan teknologi tinggi lain, adalah mustahak untuk menjaga kos rendah sambil cuba memenuhi permintaan tinggi.

Anda boleh kata nitrogen menjauhkan alatan, ruang, dan paip dari apa-apa kelembapan, pencemar kimia dan zarah. Ia adalah gas penting, yang digunakan sepanjang proses dari awal hingga akhir, yang tidak hairan mengapa mereka memasang penjana di tempat.

Oksigen

Seperti yang anda tahu, oksigen adalah pengoksida, jadi ia penting untuk menghasilkan tindak balas penumpuan. Ia digunakan untuk menumbuhkan lapisan oksida silikon untuk pelbagai elemen dalam proses tersebut, seperti topeng difusi.

Apabila oksigen digunakan untuk pembuatan semikonduktor, gas tersebut mesti bersih ultra-tinggi untuk mencegah sebarang kotoran mempengaruhi pengeluaran dan prestasi peranti tersebut.

Semasa proses penerokokan, oksigen juga digunakan untuk membuang bahan sisa tambahan yang terhasil. Ia juga boleh digunakan untuk menjadikan pola apa pun kekal secara kekal.

Akhirnya, oksigen juga membantu menetralkan gas reaktif melalui tindak balas pengoksidaan yang mungkin mengubah kualiti produk. Oleh itu, seperti nitrogen, oksigen juga membantu memastikan tiada pencemaran berlaku.

Argon

Argon主要用于紫外线光刻激光中的沉积和蚀刻过程，并用于在半导体芯片上制作最小的图案。

Semasa pembuatan keping silikon yang diperlukan, gas argon digunakan untuk melindungi kristal silikon yang terbentuk pada keping daripada sebarang tindak balas dengan oksigen dan nitrogen semasa proses pertumbuhan suhu tinggi.

Kerana argon juga adalah satu gas yang sangat tidak aktif, ia digunakan untuk memberikan persekitaran yang tidak reaktif bagi penyerapan letupan logam. Kadang-kadang keaktifan nitrogen terlalu kuat, yang akan menyebabkan terbentuknya nitrida logam.

Selain itu, argon cecair digunakan bersama-sama alatan untuk membersihkan cip terkecil dan paling rapuh.

Hidrogen

Penggunaan hidrogen dalam pengeluaran semiconductor mungkin meningkat disebabkan oleh permintaan yang lebih tinggi. Terutamanya pada peringkat fotolitografi, hidrogen digunakan untuk bertindak balas dengan timah kimia untuk menghasilkan hidrida timah. Hidrida timah diperlukan supaya ia tidak tertumpu pada elemen optik yang mahal.

Ia digunakan untuk penyetapan epitaksial silikon dan germanium silikon dalam proses penyetapan, dan juga untuk persiapan permukaan melalui proses annealing.

Hidrogen digunakan untuk mencipta lapisan oksida baharu yang akan mengubah filem nipis sedia ada. Proses ini berlaku dalam alam sekitar tekanan tinggi dan suhu tinggi, yang bermakna kawalan kadar aliran, suhu dan tekanan adalah sangat penting.

Selain itu, hidrogen juga digunakan pada peringkat doping untuk membantu mengawal penguraian, kerana gas yang digunakan dalam proses ini adalah sangat toksik. Oleh itu, mereka perlu disimpan dalam peranti yang boleh mencegah kebocoran.

Diborane juga merupakan bahan kimia yang digunakan dalam proses doping, tetapi disebabkan ketidakstabilan terma, ia akan secara perlahan-lahan terurai, maka hidrogen diperlukan untuk membantu menstabilkannya.

Penyahpembaikan dalam kehidupan harian

Penyahpembaikan digunakan dalam semua jenis kelengkapan harian seperti komputer, smartphone, televisyen, dan juga dalam teknologi canggih seperti peralatan perubatan, sistem tentera dan banyak lagi aplikasi lain.

Mereka merupakan sebahagian daripada kehidupan harian kita dan kita tidak menyedari mereka kerana mereka wujud dalam peranti yang kita guna setiap hari. Tanpa semiconductor, kita tidak akan dapat melakukan banyak perkara. Dengan pembangunan teknologi semiconductor, mereka akan menjadi lebih boleh dipercayai, pintar dan padat.

Dari komunikasi, pengangkutan dan hiburan, ini hanya sebahagian kecil daripada apa yang semiconductor telah lakukan untuk kita. Mereka akan menggerakkan teknologi dan inovasi masa depan, membolehkan kita melakukan perkara yang pernah kita bayangkan.