Как используются газы в производстве полупроводников

Полупроводниковая промышленность — это огромная глобальная отрасль, которая продолжает расти каждый год, что означает, что спрос на высокочистые газы будет соответственно увеличиваться.

Иметь надежный источник газа высокой чистоты крайне важно для производства полупроводников, особенно в передовых технологиях, таких как смартфоны и автономные автомобили.

Процесс производства интегральных схем очень сложен, требуя более 30 различных газов на всех этапах, что делает спектр используемых газов одним из самых широких в любой отрасли.

Газ является важной частью производства полупроводников, так как он может вызывать химические реакции, необходимые для формирования электрических характеристик полупроводников. Из-за его сложности, газ, используемый на каждом этапе производственного процесса, должен быть точным и точным для правильной настройки полупроводника.

С постоянным развитием полупроводниковой промышленности развиваются и газы, используемые в процессе. К числу основных используемых газов относятся азот, кислород, аргон и водород. Мы подробно обсудим их роли в производственном процессе.

Азот

Благодаря своей доступности и инертности, азот является основным газом, используемым на каждом этапе производства полупроводников, однако его основное применение — на этапе продувки. На этом этапе азот используется для очистки каждого канала и сети трубопроводов с целью удаления кислорода из машин и инструментов, чтобы защитить их от других газов, которые могут загрязнить процесс.

Кроме того, большинство заводов по производству полупроводников оснащены генераторами азота на месте из-за большого объема использования азота во всем процессе. Более важно то, что с производством высокотехнологичных смартфонов и других технологий необходимо поддерживать низкую стоимость при попытке удовлетворить высокий спрос.

Можно сказать, что азот защищает инструменты, пространства и трубы от любого потенциального влаги, химических загрязнителей и частиц. Это необходимый газ, который используется на протяжении всего процесса от начала до конца, поэтому неудивительно, что они устанавливают генераторы на месте.

Кислород

Как вы знаете, кислород является окислителем, поэтому он необходим для создания реакции осаждения. Он используется для роста слоев оксида кремния для различных элементов в процессе, таких как диффузионные маски.

При использовании кислорода для производства полупроводников газ должен быть сверхвысокой чистоты, чтобы предотвратить любое загрязнение, которое может повлиять на производство и работу устройства.

Во время процесса травления кислород также используется для удаления дополнительных материалов и отходов. Его также можно использовать для закрепления любого узора травления.

Наконец, кислород также помогает нейтрализовать реактивные газы через окислительные реакции, которые могут изменить качество продукта. Таким образом, подобно азоту, кислород также помогает обеспечить отсутствие загрязнений.

Аргон

Аргон主要用于紫外线光刻激光中的沉积和蚀刻过程，并用于在半导体芯片上制作最小的图案。

При производстве необходимой кремниевой пластины аргон используется для защиты кремниевого кристалла, образующегося на пластине, от возможной реакции с кислородом и азотом во время процесса высокотемпературного роста.

Так как аргон также является очень инертным газом, его используют для создания нереактивной среды при напылении металлов. Иногда реакционная способность азота слишком велика, что приводит к образованию металлических нитридов.

Кроме того, жидкий аргон используется с инструментами для очистки самых маленьких и хрупких чипов.

Водород

Использование водорода в производстве полупроводников может увеличиться из-за растущего спроса. Особенно на этапе фотолитографии, где водород используется для реакции с химическим оловом для производства гидрида олова. Гидрид олова необходим, чтобы не накапливаться на дорогих оптических элементах.

Он используется для эпитаксиального нанесения кремния и германида кремния в процессе нанесения, а также для подготовки поверхности путем термообработки.

Водород используется для создания нового оксидного слоя с целью модификации существующего тонкого фильма. Этот процесс происходит в условиях высокого давления и высокой температуры, что означает, что контроль скорости потока, температуры и давления очень важен.

Кроме того, водород также используется на этапе легирования для помощи в контроле распада, так как газ, используемый в этом процессе, высоко токсичен. Поэтому их необходимо хранить в устройстве, которое может предотвратить утечку.

Диборан также является химическим веществом, используемым в процессе легирования, но из-за термической нестабильности он медленно распадается, поэтому требуется водород для его стабилизации.

Полупроводники в повседневной жизни

Полупроводники используются во всевозможном бытовом оборудовании, таком как компьютеры, смартфоны, телевизоры, а также в передовых технологиях, таких как медицинское оборудование, военные системы и многие другие приложения.

Они являются частью нашей повседневной жизни, и мы не замечаем их, потому что они существуют в устройствах, которые мы используем каждый день. Без полупроводников мы не сможем делать множество вещей. С развитием технологии полупроводников они станут более надежными, интеллектуальными и компактными.

От связи, транспорта до развлечений, это лишь малая часть того, что полупроводники сделали для нас. Они будут питать будущие технологии и инновации, позволяя нам делать то, о чем мы никогда не могли мечтать.