Cum sunt utilizate gazele în fabricarea semiconductoarelor România

Industria semiconductoarelor este o industrie globală uriașă, care continuă să crească în fiecare an, ceea ce înseamnă că cererea de gaze de înaltă puritate va crește în consecință.

Aprovizionarea fiabilă cu gaz de înaltă puritate este esențială pentru fabricarea semiconductoarelor, în special în tehnologiile avansate precum telefoanele inteligente și vehiculele autonome.

Procesul de producere a circuitelor integrate este foarte complex, necesitând peste 30 de gaze diferite în toate etapele, ceea ce face ca gama de gaze utilizate să fie una dintre cele mai utilizate în orice industrie.

Gazul este o parte importantă a producției de semiconductori, deoarece poate produce reacții chimice necesare modelării caracteristicilor electrice ale semiconductorilor. Datorită complexității sale, gazul utilizat în fiecare etapă a procesului de fabricație trebuie să fie precis și precis pentru a configura corect semiconductorul.

Odată cu dezvoltarea continuă a industriei semiconductoarelor, se dezvoltă și gazele utilizate în proces. Unele dintre gazele de bază utilizate includ azot, oxigen, argon și hidrogen. Vom discuta în profunzime rolurile lor în procesul de fabricație.

Azot

Datorită disponibilității și inerției sale, azotul este gazul de bază utilizat în fiecare etapă a procesului de fabricație a semiconductorilor, dar utilizarea sa principală este în etapa de purjare. În această etapă, azotul este folosit pentru a spăla fiecare canal și rețea de conducte pentru a elimina orice oxigen din mașini și unelte, astfel încât să le protejeze de alte gaze care pot contamina procesul.

În plus, majoritatea fabricilor de semiconductori sunt echipate cu generatoare de azot la fața locului, datorită utilizării mari a azotului în întregul proces. Mai important, odată cu producția de smartphone-uri de înaltă tehnologie și alte tehnologii, este imperativ să mențineți costurile scăzute încercând în același timp să satisfaceți cererea ridicată.

Puteți spune că azotul ține uneltele, spațiile și țevile departe de orice umiditate potențială, contaminanți chimici și particule. Este un gaz esențial, care este folosit pe tot parcursul procesului de la început până la sfârșit, ceea ce nu este de mirare de ce instalează generatoare la fața locului.

Oxigen

După cum știți, oxigenul este un oxidant, deci este esențial să se producă o reacție de depunere. Este utilizat pentru creșterea straturilor de oxid de siliciu pentru diferite elemente din proces, cum ar fi măștile de difuzie.

Atunci când oxigenul este utilizat pentru fabricarea semiconductoarelor, gazul trebuie să aibă o puritate ultra-înaltă pentru a preveni ca orice impuritate să afecteze producția și performanța dispozitivului.

În timpul procesului de gravare, oxigenul este, de asemenea, utilizat pentru a îndepărta orice deșeu de material suplimentar generat. Poate fi folosit și pentru a face permanent orice model de gravare.

În cele din urmă, oxigenul ajută și la neutralizarea gazelor reactive prin reacții de oxidare care pot modifica calitatea produsului. Prin urmare, ca și azotul, și oxigenul ajută la asigurarea că nu se produce nicio poluare.

Argon

Argonul este utilizat în principal pentru procesul de depunere și gravare în laserul litografiei ultraviolete și este folosit pentru a realiza cel mai mic model pe cipul semiconductor.

În timpul fabricării plachetei de siliciu necesare, argonul gazos este utilizat pentru a proteja cristalul de siliciu format pe placă de orice reacție potențială cu oxigenul și azotul în timpul procesului de creștere la temperatură înaltă.

Deoarece argonul este, de asemenea, un gaz foarte inert, este folosit pentru a oferi un mediu nereactiv pentru depunerea prin pulverizare a metalelor. Uneori, reactivitatea azotului este prea puternică, ceea ce va duce la formarea nitrururilor metalice.

În plus, argonul lichid este folosit cu unelte pentru a curăța cele mai mici și mai fragile așchii.

Hidrogen

Utilizarea hidrogenului în fabricarea semiconductoarelor poate crește din cauza cererii mai mari. În special în etapa de fotolitografie, hidrogenul este utilizat pentru a reacționa cu staniul chimic pentru a produce hidrură de staniu. Hidrura de staniu este necesară pentru a nu se acumula pe elemente optice scumpe.

Este utilizat pentru depunerea epitaxială a siliciului și germaniului de siliciu în procesul de depunere, precum și pentru pregătirea suprafeței prin procesul de recoacere.

Hidrogenul este folosit pentru a crea un nou strat de oxid pentru a modifica pelicula subțire existentă. Acest proces are loc în medii de înaltă presiune și temperatură ridicată, ceea ce înseamnă că controlul debitului, temperaturii și presiunii este foarte important.

În plus, hidrogenul este folosit și în faza de dopaj pentru a ajuta la controlul descompunerii, deoarece gazul folosit în acest proces este foarte toxic. Atât de multe încât trebuie să fie depozitate într-un dispozitiv care poate preveni scurgerile.

Diboranul este, de asemenea, o substanță chimică folosită în procesul de dopaj, dar din cauza instabilității termice, se va descompune încet, așa că este nevoie de hidrogen pentru a ajuta la stabilizarea acestuia.

Semiconductorii în viața de zi cu zi

Semiconductorii sunt utilizați în toate tipurile de echipamente zilnice, cum ar fi computere, smartphone-uri, televizoare, precum și în tehnologii avansate, cum ar fi echipamente medicale, sisteme militare și multe alte aplicații.

Ele fac parte din viața noastră de zi cu zi și nu le observăm pentru că există în dispozitivele pe care le folosim zilnic. Fără semiconductori, nu vom putea face multe lucruri. Odată cu dezvoltarea tehnologiei semiconductoarelor, aceștia vor deveni mai fiabile, inteligenți și compacti.

De la comunicare, transport și divertisment, acestea sunt doar o mică parte din ceea ce semiconductori au făcut pentru noi. Ele vor alimenta tehnologia și inovația viitoare, permițându-ne să facem lucruri pe care nu ni le-am imaginat niciodată.