Hvordan gasser brukes i halvlederproduksjon Norge

Halvlederindustrien er en enorm global industri, som fortsetter å vokse hvert år, noe som betyr at etterspørselen etter gasser med høy renhet vil øke tilsvarende.

Å ha en pålitelig tilførsel av gass med høy renhet er avgjørende for halvlederproduksjon, spesielt i avanserte teknologier som smarttelefoner og autonome kjøretøy.

Prosessen med å produsere integrerte kretser er svært kompleks, og krever mer enn 30 forskjellige gasser på alle stadier, noe som gjør utvalget av gasser som brukes til en av de mest brukte i enhver bransje.

Gass er en viktig del av halvlederproduksjon, fordi den kan produsere kjemiske reaksjoner som kreves for å forme de elektriske egenskapene til halvledere. På grunn av sin kompleksitet, må gassen som brukes i hvert trinn av produksjonsprosessen være nøyaktig og nøyaktig for å konfigurere halvlederen riktig.

Med den kontinuerlige utviklingen av halvlederindustrien utvikler også gassene som brukes i prosessen. Noen av kjernegassene som brukes inkluderer nitrogen, oksygen, argon og hydrogen. Vi vil diskutere deres roller i produksjonsprosessen i dybden.

Nitrogen

På grunn av sin tilgjengelighet og inerthet er nitrogen kjernegassen som brukes i hvert trinn av halvlederproduksjonsprosessen, men dens hovedbruk er i rensestadiet. På dette stadiet brukes nitrogen til å spyle hver kanal og rørnett for å fjerne alt oksygen i maskinene og verktøyene, for å beskytte dem mot andre gasser som kan forurense prosessen.

I tillegg er de fleste halvlederfabrikker utstyrt med nitrogengeneratorer på stedet på grunn av stor bruk av nitrogen i hele prosessen. Enda viktigere, med produksjon av høyteknologiske smarttelefoner og andre teknologier, er det viktig å holde kostnadene lave mens du prøver å møte den høye etterspørselen.

Du kan si at nitrogen holder verktøy, rom og rør unna potensiell fuktighet, kjemiske forurensninger og partikler. Det er en essensiell gass, som brukes gjennom hele prosessen fra begynnelse til slutt, noe som ikke er rart hvorfor de installerer generatorer på stedet.

Oksygen

Som du vet er oksygen en oksidant, så det er viktig å produsere en avsetningsreaksjon. Den brukes til å dyrke silisiumoksidlag for ulike elementer i prosessen, for eksempel diffusjonsmasker.

Når oksygen brukes til fremstilling av halvledere, må gassen ha ultrahøy renhet for å forhindre at urenheter påvirker produksjonen og ytelsen til enheten.

Under etseprosessen brukes oksygen også for å fjerne eventuell ekstra materialeavfall som genereres. Den kan også brukes til å gjøre ethvert etsningsmønster permanent.

Til slutt bidrar oksygen også til å nøytralisere reaktive gasser gjennom oksidasjonsreaksjoner som kan endre produktkvaliteten. Derfor er oksygen, i likhet med nitrogen, med på å sikre at det ikke oppstår forurensning.

Argon

Argon brukes hovedsakelig til avsetnings- og etseprosessen i ultrafiolett litografilaseren, og brukes til å lage det minste mønsteret på halvlederbrikken.

Under produksjonen av den nødvendige silisiumplaten, brukes argongass for å beskytte silisiumkrystallen som dannes på skiven mot enhver potensiell reaksjon med oksygen og nitrogen under høytemperaturvekstprosessen.

Fordi argon også er en veldig inert gass, brukes den til å gi et ikke-reaktivt miljø for metallforstøvningsavsetning. Noen ganger er reaktiviteten til nitrogen for sterk, noe som vil føre til dannelse av metallnitrider.

I tillegg brukes flytende argon sammen med verktøy for å rense de minste og mest skjøre flisene.

Hydrogen

Bruken av hydrogen i halvlederproduksjon kan øke på grunn av høyere etterspørsel. Spesielt i fotolitografistadiet brukes hydrogen til å reagere med kjemisk tinn for å produsere tinnhydrid. Tinnhydrid er nødvendig for ikke å samle seg på dyre optiske elementer.

Den brukes til epitaksial avsetning av silisium og silisiumgermanium i avsetningsprosessen, og også til overflatebehandling ved glødeprosess.

Hydrogen brukes til å lage et nytt oksidlag for å modifisere den eksisterende tynne filmen. Denne prosessen skjer i høytrykks- og høytemperaturmiljøer, noe som betyr at kontrollen av strømningshastighet, temperatur og trykk er svært viktig.

I tillegg brukes hydrogen også i dopingstadiet for å hjelpe til med å kontrollere nedbrytningen, fordi gassen som brukes i denne prosessen er svært giftig. Så mange at de må lagres i en enhet som kan forhindre lekkasje.

Diboran er også et kjemikalie som brukes i dopingprosessen, men på grunn av termisk ustabilitet vil det sakte brytes ned, så hydrogen er nødvendig for å stabilisere det.

Halvledere i dagliglivet

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

De er en del av vårt daglige liv, og vi legger ikke merke til dem fordi de finnes i enhetene vi bruker hver dag. Uten halvledere vil vi ikke kunne gjøre mange ting. Med utviklingen av halvlederteknologi vil de bli mer pålitelige, intelligente og kompakte.

Fra kommunikasjon, transport og underholdning er dette bare en liten del av hva halvledere har gjort for oss. De vil drive fremtidig teknologi og innovasjon, slik at vi kan gjøre ting vi aldri har forestilt oss.