Hvordan gasser brukes i semiforelementprodusering

Semiforelementindustrien er en enorm global industri som fortsetter å vokse hvert år, noe som betyr at kravet til høyreinelsegasser vil øke tilsvarende.

Å ha en pålitelig forsyning av høyrein gass er avgjørende for semifabrikatprodusjon, spesielt i avanserte teknologier som smarttelefoner og autonome kjøretøy.

Prosessen for å produsere integrerte kretser er veldig kompleks og krever mer enn 30 forskjellige gasser på alle stadier, noe som gjør at rekka av gasser som brukes er en av de mest bredt benyttede i noen som helst industri.

Gass er en viktig del av semifabrikatprodusjonen, fordi det kan utløse de kjemiske reaksjonene som kreves for å forme de elektriske egenskapene til semifabrikater. Grunnet sin kompleksitet må gassen som brukes på hvert stadie av produsningsprosessen være nøyaktig for å konfigurere semifabrikaten riktig.

Med den kontinuerlige utviklingen av semifabrikatindustrien utvikler også de gassene som brukes i prosessen seg. Noen av de kjernegassene som brukes inkluderer nitrogen, oksygen, argon og hydrogen. Vi skal diskutere deres roller i produsningsprosessen dyptgående.

Nitrogen

Grunnet sin tilgjengelighet og inertsiteten er nitrogen det hovedsakelige gassen som brukes i hver eneste trinn i produsertprosessen av halvledere, men dens hovedbruk er under rensefasen. I dette trinnet brukes nitrogen til å spyle ut hver kanal og rørnett for å fjerne eventuell oksygen i maskinene og verktøyene, slik at de skal beskyttes fra andre gasser som kan forurene prosessen.

I tillegg er de fleste halvlederskjermer utstyrt med nitrogen-generatører på stedet grunnet den store brukken av nitrogen i hele prosessen. Enda viktigere, med produksjonen av høyteknologiske mobiltelefoner og andre teknologier, er det nødvendig å holde kostnadene lavt samtidig som man prøver å møte den høye efterspørselen.

Du kan si at nitrogen holder verktøy, rom og rør unna enhver potensiell fuktighet, kjemiske forurensetninger og partikler. Det er en avgjørende gass som brukes gjennom hele prosessen fra start til slutt, hvilket ikke er noen under at de installerer generatører på stedet.

Oksygen

Som du vet, er oksygen et oksiderende stoff, så det er nødvendig for å produsere en deponeringsreaksjon. Det brukes til å vokse silisiumoksidlag for ulike elementer i prosessen, som f.eks. diffusjonsmasker.

Når oksygen brukes i produksjon av halvledere, må gassen være ultra-høy rensket for å forhindre at noen ukrensete stoffer påvirker produksjonen og ytelsen til enheten.

Under gravurprosessen brukes oksygen også til å fjerne eventuell ekstra materialeavfall som oppstår. Det kan også brukes for å gjøre alle gravurmønstre permanente.

Til slutt bidrar oksygen også til å neutralisere reaktive gasser gjennom oksidasjonsreaksjoner som kan endre produktkvaliteten. Derfor, akkurat som nitrogen, hjelper også oksygen med å sikre at ingen forurensning oppstår.

Argon

Argon brukes hovedsakelig til deponerings- og gravurprosessen i ultraviolettlaseren for litografi, og brukes til å lage det minste mønsteret på halvledersjippen.

Under produksjonen av den nødvendige silisiumwaferen brukes argongas for å beskytte silisiumkristallen som danner seg på waferen mot eventuelle reaksjoner med oksygen og nitrogen under høytemperaturvekstprosessen.

Fordi argon også er et veldig inert gass, brukes det for å opprettholde en ikke-reaktiv miljø for metallsputteringsavsetning. Noen ganger er nitrogens reaktivitet for sterke, noe som fører til formingen av metallnitrid.

I tillegg brukes væsketilstand av argon sammen med verktøy for å rense de minste og mest skjørne chipene.

Hydrogen

Bruken av hydrogen i semiforelementprodusjon kan øke grunnet høyere etterspørsel. Spesielt i fotolitografistadiet brukes hydrogen for å reagere med kjemisk tin for å produsere tinhidrid. Tinhidrid kreves for ikke å akkumulere på dyre optiske elementer.

Det brukes for epitaksial avsetning av silisium og silisiumgermanium i avsetningsprosessen, og også for overflateforberedelse ved annealing-prosessen.

Hydrogen brukes til å opprette en ny oxidelag for å modifisere den eksisterende tynefilmen. Denne prosessen foregår i høytrykk- og høytemperatursmiljøer, hvilket betyr at kontrollen av strømfart, temperatur og trykk er veldig viktig.

I tillegg brukes hydrogen også i dopingfasen for å hjelpe med å kontrollere nedbrytingen, fordi gassen som brukes i denne prosessen er høygradig giftig. Derfor må de lagres i en enhet som kan forhindre lekkasjer.

Diborant er også en kjemikalie som brukes i dopingprosessen, men på grunn av termisk ustabilitet vil den langsomt nedbrytes, så hydrogen er nødvendig for å hjelpe med å stabilisere den.

Halvledere i dagliglivet

Halvledere brukes i alle slags dagligbrukselementer, som datamaskiner, smarttelefoner, fjernsyn og også i avanserte teknologier, som medisinsk utstyr, militære systemer og mange andre anvendelser.

De er en del av vårt daglige liv, og vi merker dem ikke fordi de finnes i enhetene vi bruker hver dag. Uten halvledere vil vi ikke ha kunnet gjøre mange ting. Med utviklingen av halvlederteknologien vil de bli mer pålitelige, intelligente og kompakte.

Fra kommunikasjon, transport og underholdning, dette er bare en liten del av hva halvledere har gjort for oss. De vil drive fremtidig teknologi og innovasjon, og gjøre det mulig for oss å gjøre ting vi aldri har tatt i betraktning.