Yarı iletken üretiminde gazlar nasıl kullanılır? Türkiye

Yarı iletken endüstrisi, her yıl büyümeye devam eden devasa bir küresel endüstridir, bu da yüksek saflıkta gazlara olan talebin buna bağlı olarak artacağı anlamına gelir.

Güvenilir bir yüksek saflıkta gaz kaynağına sahip olmak, özellikle akıllı telefonlar ve otonom araçlar gibi ileri teknolojilerde yarı iletken üretimi için çok önemlidir.

Entegre devrelerin üretim süreci çok karmaşıktır ve tüm aşamalarda 30'dan fazla farklı gaz gerektirir, bu da kullanılan gaz aralığını herhangi bir endüstride en yaygın kullanılanlardan biri haline getirir.

Gaz, yarı iletken imalatının önemli bir parçasıdır çünkü yarı iletkenlerin elektriksel özelliklerini şekillendirmek için gerekli kimyasal reaksiyonları üretebilir. Karmaşıklığı nedeniyle, yarı iletkenin doğru şekilde yapılandırılması için üretim sürecinin her aşamasında kullanılan gazın doğru ve doğru olması gerekir.

Yarı iletken endüstrisinin sürekli gelişmesiyle birlikte proseste kullanılan gazlar da gelişiyor. Kullanılan çekirdek gazlardan bazıları nitrojen, oksijen, argon ve hidrojeni içerir. Üretim sürecindeki rollerini derinlemesine tartışacağız.

Azot

Kullanılabilirliği ve inertliği nedeniyle nitrojen, yarı iletken üretim sürecinin her adımında kullanılan çekirdek gazdır, ancak asıl kullanımı temizleme aşamasındadır. Bu aşamada, prosesi kirletebilecek diğer gazlardan korumak amacıyla makineler ve aletlerdeki oksijeni uzaklaştırmak amacıyla her kanalı ve boru ağını yıkamak için nitrojen kullanılır.

Buna ek olarak, çoğu yarı iletken fabrikası, tüm proseste nitrojenin büyük oranda kullanılması nedeniyle sahada nitrojen jeneratörleri ile donatılmıştır. Daha da önemlisi, yüksek teknolojiye sahip akıllı telefonların ve diğer teknolojilerin üretilmesiyle birlikte, yüksek talebi karşılamaya çalışırken maliyeti düşük tutmak da zorunlu hale geldi.

Azotun aletleri, boşlukları ve boruları her türlü potansiyel nemden, kimyasal kirletici maddelerden ve parçacıklardan uzak tuttuğunu söyleyebilirsiniz. Sürecin başından sonuna kadar kullanılan önemli bir gazdır ve bu nedenle sahaya jeneratör kurmaları şaşırtıcı değildir.

Oksijen

Bildiğiniz gibi oksijen bir oksidandır, dolayısıyla bir çökelme reaksiyonunun oluşması şarttır. Difüzyon maskeleri gibi süreçteki çeşitli elementler için silikon oksit katmanlarını büyütmek için kullanılır.

Yarı iletken üretiminde oksijen kullanıldığında, herhangi bir yabancı maddenin cihazın üretimini ve performansını etkilemesini önlemek için gazın ultra yüksek saflıkta olması gerekir.

Aşındırma işlemi sırasında, üretilen ilave malzeme atıklarının uzaklaştırılması için oksijen de kullanılır. Ayrıca herhangi bir gravür desenini kalıcı hale getirmek için de kullanılabilir.

Son olarak oksijen, ürün kalitesini değiştirebilecek oksidasyon reaksiyonları yoluyla reaktif gazların nötrleştirilmesine de yardımcı olur. Bu nedenle nitrojen gibi oksijen de kirliliğin oluşmamasını sağlamaya yardımcı olur.

argon

Argon esas olarak ultraviyole litografi lazerinde biriktirme ve aşındırma işlemi için kullanılır ve yarı iletken çip üzerinde en küçük deseni oluşturmak için kullanılır.

Gerekli silikon levhanın üretimi sırasında, levha üzerinde oluşan silikon kristalini, yüksek sıcaklıkta büyütme işlemi sırasında oksijen ve nitrojen ile herhangi bir potansiyel reaksiyondan korumak için argon gazı kullanılır.

Argon aynı zamanda oldukça inert bir gaz olduğundan, metal püskürtme birikimi için reaktif olmayan bir ortam sağlamak amacıyla kullanılır. Bazen nitrojenin reaktivitesi çok güçlüdür ve bu da metal nitrürlerin oluşumuna yol açacaktır.

Ayrıca, en küçük ve en kırılgan talaşların temizlenmesi için aletlerle birlikte sıvı argon kullanılır.

Hidrojen

Yüksek talep nedeniyle yarı iletken üretiminde hidrojen kullanımı artabilir. Özellikle fotolitografi aşamasında, kalay hidrit üretmek için kimyasal kalay ile reaksiyona sokularak hidrojen kullanılır. Pahalı optik elemanlar üzerinde birikmemek için kalay hidrit gereklidir.

Biriktirme işleminde silikon ve silikon germanyumun epitaksiyel biriktirilmesinde ve ayrıca tavlama işlemiyle yüzey hazırlanmasında kullanılır.

Hidrojen, mevcut ince filmi değiştirmek için yeni bir oksit tabakası oluşturmak için kullanılır. Bu işlem yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıktaki ortamlarda meydana gelir; bu da akış hızı, sıcaklık ve basıncın kontrolünün çok önemli olduğu anlamına gelir.

Ayrıca doping aşamasında ayrışmanın kontrol altına alınmasına yardımcı olmak için hidrojen de kullanılır, çünkü bu işlemde kullanılan gaz oldukça zehirlidir. O kadar çok ki, sızıntıyı önleyebilecek bir cihazda saklanmaları gerekiyor.

Diboran da doping işleminde kullanılan bir kimyasaldır, ancak termal dengesizlik nedeniyle yavaş yavaş ayrışır, bu nedenle onu dengelemeye yardımcı olmak için hidrojene ihtiyaç vardır.

Günlük hayatta yarı iletkenler

Yarı iletkenler; bilgisayarlar, akıllı telefonlar, televizyonlar gibi her türlü günlük ekipmanın yanı sıra tıbbi ekipmanlar, askeri sistemler ve diğer birçok uygulama gibi ileri teknolojilerde de kullanılmaktadır.

Günlük hayatımızın bir parçasıdırlar ve her gün kullandığımız cihazlarda var oldukları için onları fark etmeyiz. Yarı iletkenler olmadan pek çok şeyi yapamayız. Yarı iletken teknolojisinin gelişmesiyle birlikte daha güvenilir, akıllı ve kompakt hale gelecekler.

İletişim, ulaşım ve eğlenceye kadar bunlar yarı iletkenlerin bizim için yaptıklarının sadece küçük bir kısmı. Geleceğin teknolojisine ve yeniliğine güç verecekler ve asla hayal etmediğimiz şeyleri yapmamızı sağlayacaklar.