Jak wykorzystuje się gazy w produkcji półprzewodników Polska

Przemysł półprzewodników to ogromny przemysł światowy, który z każdym rokiem rośnie, co oznacza, że ​​zapotrzebowanie na gazy o wysokiej czystości będzie odpowiednio rosło.

Niezawodne dostawy gazu o wysokiej czystości są niezbędne w produkcji półprzewodników, zwłaszcza w przypadku zaawansowanych technologii, takich jak smartfony i pojazdy autonomiczne.

Proces produkcji układów scalonych jest bardzo złożony i wymaga na wszystkich etapach stosowania ponad 30 różnych gazów, co sprawia, że ​​gama stosowanych gazów jest jedną z najczęściej stosowanych w każdej branży.

Gaz jest ważną częścią produkcji półprzewodników, ponieważ może powodować reakcje chemiczne wymagane do kształtowania właściwości elektrycznych półprzewodników. Ze względu na swoją złożoność gaz używany na każdym etapie procesu produkcyjnego musi być dokładny i dokładny, aby poprawnie skonfigurować półprzewodnik.

Wraz z ciągłym rozwojem przemysłu półprzewodników udoskonalane są także gazy wykorzystywane w procesie. Niektóre z stosowanych gazów rdzeniowych obejmują azot, tlen, argon i wodór. Szczegółowo omówimy ich rolę w procesie produkcyjnym.

Azot

Ze względu na swoją dostępność i obojętność azot jest gazem rdzeniowym stosowanym na każdym etapie procesu produkcji półprzewodników, ale jego głównym zastosowaniem jest etap oczyszczania. Na tym etapie azot jest używany do płukania każdego kanału i sieci rurociągów w celu usunięcia tlenu z maszyn i narzędzi, aby chronić je przed innymi gazami, które mogą zanieczyścić proces.

Ponadto większość fabryk półprzewodników wyposaża się na miejscu w generatory azotu ze względu na duże wykorzystanie azotu w całym procesie. Co ważniejsze, przy produkcji zaawansowanych technologicznie smartfonów i innych technologii konieczne jest utrzymanie niskich kosztów, próbując jednocześnie sprostać wysokiemu popytowi.

Można powiedzieć, że azot chroni narzędzia, przestrzenie i rury przed potencjalną wilgocią, zanieczyszczeniami chemicznymi i cząsteczkami. Jest to niezbędny gaz, który jest wykorzystywany w całym procesie od początku do końca, nic więc dziwnego, że na miejscu instaluje się generatory.

Tlen

Jak wiadomo, tlen jest utleniaczem, dlatego istotne jest wywołanie reakcji osadzania. Służy do narastania warstw tlenku krzemu na różne elementy procesu, takie jak maski dyfuzyjne.

Gdy do produkcji półprzewodników używany jest tlen, gaz musi mieć bardzo wysoką czystość, aby zapobiec wpływowi zanieczyszczeń na produkcję i działanie urządzenia.

Podczas procesu trawienia tlen jest również używany do usuwania wszelkich dodatkowych powstałych odpadów materiałowych. Można go również zastosować do trwałego utrwalenia dowolnego wzoru trawienia.

Wreszcie, tlen pomaga również neutralizować gazy reaktywne poprzez reakcje utleniania, które mogą zmienić jakość produktu. Dlatego, podobnie jak azot, tlen również pomaga zapobiegać zanieczyszczeniom.

argon

Argon jest używany głównie w procesie osadzania i trawienia w ultrafioletowym laserze litograficznym i służy do tworzenia najmniejszego wzoru na chipie półprzewodnikowym.

Podczas produkcji wymaganej płytki krzemowej stosuje się argon w celu ochrony kryształu krzemu utworzonego na płytce przed jakąkolwiek potencjalną reakcją z tlenem i azotem podczas procesu wzrostu w wysokiej temperaturze.

Ponieważ argon jest również gazem bardzo obojętnym, stosuje się go w celu zapewnienia niereaktywnego środowiska do osadzania metodą napylania metalicznego. Czasami reaktywność azotu jest zbyt duża, co prowadzi do powstawania azotków metali.

Dodatkowo ciekły argon stosowany jest w narzędziach do czyszczenia najmniejszych i najbardziej delikatnych wiórów.

Wodór

Zastosowanie wodoru w produkcji półprzewodników może wzrosnąć ze względu na większe zapotrzebowanie. Zwłaszcza na etapie fotolitografii wodór reaguje z chemiczną cyną, tworząc wodorek cyny. Wodorek cyny jest wymagany, aby nie gromadzić się na drogich elementach optycznych.

Służy do epitaksjalnego osadzania krzemu i krzemo-germanu w procesie osadzania, a także do przygotowania powierzchni w procesie wyżarzania.

Wodór służy do tworzenia nowej warstwy tlenku w celu modyfikacji istniejącej cienkiej warstwy. Proces ten zachodzi w środowiskach o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze, co oznacza, że ​​kontrola natężenia przepływu, temperatury i ciśnienia jest bardzo ważna.

Ponadto na etapie domieszkowania stosuje się wodór, aby pomóc kontrolować rozkład, ponieważ gaz używany w tym procesie jest wysoce toksyczny. Tak wiele, że należy je przechowywać w urządzeniu zapobiegającym wyciekom.

Diboran jest również substancją chemiczną stosowaną w procesie domieszkowania, ale ze względu na niestabilność termiczną będzie powoli się rozkładał, dlatego do jego stabilizacji potrzebny jest wodór.

Półprzewodniki w życiu codziennym

Półprzewodniki znajdują zastosowanie we wszelkiego rodzaju sprzęcie codziennego użytku, takim jak komputery, smartfony, telewizory, a także w zaawansowanych technologiach, takich jak sprzęt medyczny, systemy wojskowe i wiele innych zastosowań.

Są częścią naszego codziennego życia i nie zauważamy ich, ponieważ istnieją w urządzeniach, których używamy na co dzień. Bez półprzewodników wielu rzeczy nie będziemy w stanie zrobić. Wraz z rozwojem technologii półprzewodników staną się one bardziej niezawodne, inteligentne i kompaktowe.

Komunikacja, transport i rozrywka to tylko niewielka część tego, co półprzewodniki zrobiły dla nas. Będą napędzać przyszłą technologię i innowacje, umożliwiając nam robienie rzeczy, o których nawet nie marzyliśmy.