Paano ginagamit ang mga gas sa paggawa ng semiconductor

Ang industriya ng semiconductor ay isang malaking pandaigdigang industriya, na patuloy na lumalaki bawat taon, na nangangahulugan na ang demand para sa mga high-purity na gas ay tataas nang naaayon.

Ang pagkakaroon ng maaasahang supply ng high-purity na gas ay mahalaga para sa paggawa ng semiconductor, lalo na sa mga advanced na teknolohiya tulad ng mga smart phone at autonomous na sasakyan.

Ang proseso ng paggawa ng mga integrated circuit ay napakasalimuot, na nangangailangan ng higit sa 30 iba't ibang mga gas sa lahat ng mga yugto, na ginagawang ang hanay ng mga gas na ginagamit ay isa sa pinaka malawak na ginagamit sa anumang industriya.

Ang gas ay isang mahalagang bahagi ng pagmamanupaktura ng semiconductor, dahil maaari itong makagawa ng mga reaksiyong kemikal na kinakailangan upang hubugin ang mga katangiang elektrikal ng semiconductors. Dahil sa pagiging kumplikado nito, ang gas na ginagamit sa bawat yugto ng proseso ng pagmamanupaktura ay kailangang tumpak at tumpak upang mai-configure nang tama ang semiconductor.

Sa patuloy na pag-unlad ng industriya ng semiconductor, ang mga gas na ginagamit sa proseso ay umuunlad din. Ang ilan sa mga pangunahing gas na ginamit ay kinabibilangan ng nitrogen, oxygen, argon at hydrogen. Tatalakayin natin nang malalim ang kanilang mga tungkulin sa proseso ng pagmamanupaktura.

Nitroheno

Dahil sa availability at inertness nito, ang nitrogen ay ang pangunahing gas na ginagamit sa bawat hakbang ng proseso ng pagmamanupaktura ng semiconductor, ngunit ang pangunahing gamit nito ay nasa yugto ng purging. Sa yugtong ito, ginagamit ang nitrogen upang i-flush ang bawat channel at pipe network upang alisin ang anumang oxygen sa mga makina at tool, upang maprotektahan ang mga ito mula sa iba pang mga gas na maaaring makahawa sa proseso.

Bilang karagdagan, karamihan sa mga pabrika ng semiconductor ay nilagyan ng mga generator ng nitrogen sa site dahil sa malaking paggamit ng nitrogen sa buong proseso. Higit sa lahat, sa paggawa ng mga high-tech na smartphone at iba pang mga teknolohiya, kailangang panatilihing mababa ang gastos habang sinusubukang matugunan ang mataas na demand.

Masasabi mong inilalayo ng nitrogen ang mga tool, espasyo at tubo mula sa anumang potensyal na kahalumigmigan, mga kemikal na contaminant at particle. Ito ay isang mahalagang gas, na ginagamit sa buong proseso mula sa simula hanggang sa katapusan, na hindi nakakagulat kung bakit sila nag-install ng mga generator sa site.

Oksiheno

Tulad ng alam mo, ang oxygen ay isang oxidant, kaya ito ay mahalaga upang makabuo ng isang deposition reaksyon. Ginagamit ito upang palaguin ang mga layer ng silicon oxide para sa iba't ibang elemento sa proseso, tulad ng mga diffusion mask.

Kapag ang oxygen ay ginagamit para sa paggawa ng semiconductor, ang gas ay dapat na napakataas na kadalisayan upang maiwasan ang anumang karumihan na makaapekto sa produksyon at pagganap ng device.

Sa panahon ng proseso ng pag-ukit, ginagamit din ang oxygen upang alisin ang anumang karagdagang materyal na basura na nabuo. Maaari rin itong gamitin upang gawing permanente ang anumang pattern ng pag-ukit.

Sa wakas, nakakatulong din ang oxygen na i-neutralize ang mga reaktibong gas sa pamamagitan ng mga reaksyon ng oksihenasyon na maaaring magbago sa kalidad ng produkto. Samakatuwid, tulad ng nitrogen, nakakatulong din ang oxygen upang matiyak na walang polusyon na nangyayari.

Argon

Pangunahing ginagamit ang Argon para sa proseso ng deposition at etching sa ultraviolet lithography laser, at ginagamit upang gawin ang pinakamaliit na pattern sa semiconductor chip.

Sa panahon ng paggawa ng kinakailangang silicon wafer, ginagamit ang argon gas upang protektahan ang silicon crystal na nabuo sa wafer mula sa anumang potensyal na reaksyon sa oxygen at nitrogen sa panahon ng proseso ng paglago ng mataas na temperatura.

Dahil ang argon ay isa ring napakawalang-kilos na gas, ito ay ginagamit upang magbigay ng isang hindi reaktibong kapaligiran para sa metal sputtering deposition. Minsan ang reaktibiti ng nitrogen ay masyadong malakas, na hahantong sa pagbuo ng mga metal nitride.

Bilang karagdagan, ang likidong argon ay ginagamit kasama ng mga tool upang linisin ang pinakamaliit at pinakamarupok na chips.

Haydrodyen

Ang paggamit ng hydrogen sa paggawa ng semiconductor ay maaaring tumaas dahil sa mas mataas na demand. Lalo na sa yugto ng photolithography, ang hydrogen ay ginagamit upang tumugon sa kemikal na lata upang makagawa ng tin hydride. Ang tin hydride ay kinakailangan upang hindi maipon sa mga mamahaling elemento ng optical.

Ito ay ginagamit para sa epitaxial deposition ng silicon at silicon germanium sa proseso ng deposition, at para din sa paghahanda sa ibabaw sa pamamagitan ng proseso ng pagsusubo.

Ginagamit ang hydrogen upang lumikha ng bagong layer ng oxide upang baguhin ang umiiral na manipis na pelikula. Ang prosesong ito ay nangyayari sa mataas na presyon at mataas na temperatura na mga kapaligiran, na nangangahulugan na ang kontrol ng daloy ng rate, temperatura at presyon ay napakahalaga.

Bilang karagdagan, ang hydrogen ay ginagamit din sa yugto ng doping upang makatulong na makontrol ang agnas, dahil ang gas na ginagamit sa prosesong ito ay lubhang nakakalason. Napakarami na kailangan nilang itago sa isang aparato na maaaring maiwasan ang pagtagas.

Ang Diborane ay isa ring kemikal na ginagamit sa proseso ng doping, ngunit dahil sa thermal instability, ito ay dahan-dahang mabubulok, kaya kailangan ang hydrogen upang tumulong sa pag-stabilize nito.

Semiconductor sa pang-araw-araw na buhay

Ginagamit ang mga semiconductor sa lahat ng uri ng pang-araw-araw na kagamitan, tulad ng mga computer, smartphone, telebisyon, at gayundin sa mga advanced na teknolohiya, tulad ng mga kagamitang medikal, sistema ng militar at marami pang ibang application.

Bahagi na sila ng ating pang-araw-araw na buhay at hindi natin sila napapansin dahil umiiral sila sa mga device na ginagamit natin araw-araw. Kung walang semiconductor, hindi natin magagawa ang maraming bagay. Sa pag-unlad ng teknolohiya ng semiconductor, sila ay magiging mas maaasahan, matalino at compact.

Mula sa komunikasyon, transportasyon at libangan, ito ay maliit na bahagi lamang ng nagawa ng mga semiconductors para sa atin. Mapapagana nila ang teknolohiya at pagbabago sa hinaharap, na magbibigay-daan sa atin na magawa ang mga bagay na hindi natin naisip.