Popularisering van ultrazuivere gassen bij de productie van halfgeleiders! Nederland

Gassen met een ultrahoge zuiverheid zijn essentieel in de gehele toeleveringsketen van halfgeleiders. In feite vormen hoogzuivere gassen voor een typische fabriek, na silicium zelf, de grootste materiaalkosten. In de nasleep van het mondiale tekort aan chips breidt de industrie zich sneller dan ooit uit en neemt de vraag naar zeer zuivere gassen toe.

De meest gebruikte bulkgassen bij de productie van halfgeleiders zijn stikstof, helium, waterstof en argon.

Stikstof

Stikstof maakt 78% uit van onze atmosfeer en is extreem overvloedig. Het is ook chemisch inert en niet-geleidend. Als gevolg hiervan heeft stikstof zijn weg gevonden naar een aantal industrieën als een kosteneffectief inert gas.

De halfgeleiderindustrie is een grote verbruiker van stikstof. Een moderne halfgeleiderfabriek zal naar verwachting tot 50,000 kubieke meter stikstof per uur verbruiken. Bij de productie van halfgeleiders fungeert stikstof als een inert makend en zuiverend gas voor algemene doeleinden, waardoor gevoelige siliciumwafels worden beschermd tegen reactieve zuurstof en vocht in de lucht.

Helium

Helium is een inert gas. Dit betekent dat helium, net als stikstof, chemisch inert is, maar het heeft ook het extra voordeel van een hoge thermische geleidbaarheid. Dit is met name handig bij de productie van halfgeleiders, waardoor het de warmte efficiënt kan afvoeren van processen met hoge energie en deze kan helpen beschermen tegen thermische schade en ongewenste chemische reacties.

Waterstof

Waterstof wordt op grote schaal gebruikt in het productieproces van elektronica, en de productie van halfgeleiders vormt hierop geen uitzondering. Waterstof wordt met name gebruikt voor:

Gloeien: Siliciumwafels worden doorgaans verwarmd tot hoge temperaturen en langzaam afgekoeld om de kristalstructuur te herstellen (uitgloeien). Waterstof wordt gebruikt om de warmte gelijkmatig over te dragen aan de wafer en om te helpen bij het opnieuw opbouwen van de kristalstructuur.

Epitaxie: Ultrazuivere waterstof wordt gebruikt als reductiemiddel bij de epitaxiale afzetting van halfgeleidermaterialen zoals silicium en germanium.

Depositie: Waterstof kan in siliciumfilms worden gedoteerd om hun atomaire structuur ongeordend te maken, waardoor de weerstand wordt vergroot.

Plasmareiniging: Waterstofplasma is bijzonder effectief bij het verwijderen van tinverontreiniging uit lichtbronnen die worden gebruikt in UV-lithografie.

argon

Argon is een ander edelgas en vertoont dus dezelfde lage reactiviteit als stikstof en helium. De lage ionisatie-energie van argon maakt het echter nuttig in halfgeleidertoepassingen. Vanwege het relatieve gemak van ionisatie wordt argon gewoonlijk gebruikt als het primaire plasmagas voor ets- en afzettingsreacties bij de productie van halfgeleiders. Daarnaast wordt argon ook gebruikt in excimeerlasers voor UV-lithografie.

Waarom zuiverheid belangrijk is

Vooruitgang in de halfgeleidertechnologie is doorgaans bereikt door schaalvergroting, en de nieuwe generatie halfgeleidertechnologie wordt gekenmerkt door kleinere featuregroottes. Dit levert meerdere voordelen op: meer transistors in een bepaald volume, verbeterde stromen, lager energieverbruik en sneller schakelen.

Naarmate de kritische omvang echter afneemt, worden halfgeleiderapparaten steeds geavanceerder. In een wereld waar de positie van individuele atomen ertoe doet, zijn de fouttolerantiedrempels erg krap. Als gevolg hiervan vereisen moderne halfgeleiderprocessen procesgassen met de hoogst mogelijke zuiverheid.

WOFLY is een hightech onderneming die gespecialiseerd is in de engineering van gastoepassingssystemen: elektronisch speciaal gassysteem, laboratoriumgascircuitsysteem, industrieel gecentraliseerd gastoevoersysteem, bulkgas (vloeistof) systeem, hoogzuiver gas en secundair leidingsysteem voor speciaal procesgas, chemische levering systeem, zuiver watersysteem om een ​​volledige reeks technische en technische diensten en aanvullende producten te leveren, van technisch advies, algemene planning, systeemontwerp, selectie van de apparatuur, geprefabriceerde componenten, de installatie en constructie van de projectlocatie, het algehele testen van het systeem, onderhouds- en andere ondersteunende producten op een geïntegreerde manier.