Khí được sử dụng như thế nào trong sản xuất chất bán dẫn Việt Nam

Ngành công nghiệp bán dẫn là một ngành công nghiệp khổng lồ trên toàn cầu, tiếp tục phát triển hàng năm, điều đó có nghĩa là nhu cầu về khí có độ tinh khiết cao sẽ tăng theo.

Việc có được nguồn cung cấp khí có độ tinh khiết cao đáng tin cậy là điều cần thiết cho hoạt động sản xuất chất bán dẫn, đặc biệt là trong các công nghệ tiên tiến như điện thoại thông minh và xe tự lái.

Quá trình sản xuất mạch tích hợp rất phức tạp, đòi hỏi hơn 30 loại khí khác nhau ở tất cả các giai đoạn, điều này khiến cho nhiều loại khí được sử dụng trở thành một trong những loại khí được sử dụng rộng rãi nhất trong bất kỳ ngành công nghiệp nào.

Khí là một phần quan trọng trong sản xuất chất bán dẫn vì nó có thể tạo ra các phản ứng hóa học cần thiết để hình thành các đặc tính điện của chất bán dẫn. Do tính phức tạp của nó, khí được sử dụng ở từng giai đoạn của quy trình sản xuất cần phải chính xác và chính xác để cấu hình chính xác chất bán dẫn.

Với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp bán dẫn, các loại khí được sử dụng trong quá trình này cũng ngày càng phát triển. Một số loại khí cốt lõi được sử dụng bao gồm nitơ, oxy, argon và hydro. Chúng ta sẽ thảo luận sâu hơn về vai trò của họ trong quá trình sản xuất.

nitơ

Do tính sẵn có và tính trơ của nó, nitơ là khí cốt lõi được sử dụng trong từng bước của quy trình sản xuất chất bán dẫn, nhưng công dụng chính của nó là ở giai đoạn thanh lọc. Ở giai đoạn này, nitơ được sử dụng để xả từng kênh và mạng lưới đường ống nhằm loại bỏ oxy trong máy móc và dụng cụ, nhằm bảo vệ chúng khỏi các loại khí khác có thể làm ô nhiễm quá trình.

Ngoài ra, hầu hết các nhà máy bán dẫn đều được trang bị máy tạo nitơ tại chỗ do toàn bộ quá trình sử dụng lượng lớn nitơ. Quan trọng hơn, với việc sản xuất điện thoại thông minh công nghệ cao và các công nghệ khác, bắt buộc phải giữ chi phí ở mức thấp trong khi cố gắng đáp ứng nhu cầu cao.

Bạn có thể nói rằng nitơ giữ cho các công cụ, không gian và đường ống tránh xa mọi độ ẩm, chất gây ô nhiễm hóa học và các hạt. Nó là một loại khí thiết yếu, được sử dụng xuyên suốt quá trình từ đầu đến cuối, không có gì lạ khi họ lắp đặt máy phát điện tại chỗ.

Ôxy

Như bạn đã biết, oxy là chất oxy hóa nên rất cần thiết để tạo ra phản ứng lắng đọng. Nó được sử dụng để phát triển các lớp oxit silicon cho các nguyên tố khác nhau trong quy trình, chẳng hạn như mặt nạ khuếch tán.

Khi oxy được sử dụng để sản xuất chất bán dẫn, khí phải có độ tinh khiết cực cao để ngăn chặn mọi tạp chất ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và hiệu suất của thiết bị.

Trong quá trình khắc, oxy cũng được sử dụng để loại bỏ bất kỳ chất thải vật liệu bổ sung nào được tạo ra. Nó cũng có thể được sử dụng để làm cho bất kỳ mẫu khắc nào trở nên vĩnh viễn.

Cuối cùng, oxy còn giúp trung hòa các khí phản ứng thông qua các phản ứng oxy hóa có thể làm thay đổi chất lượng sản phẩm. Vì vậy, giống như nitơ, oxy cũng giúp đảm bảo không xảy ra ô nhiễm.

Chất a gon

Argon chủ yếu được sử dụng cho quá trình lắng đọng và ăn mòn trong laser in thạch bản tia cực tím và được sử dụng để tạo ra các mẫu nhỏ nhất trên chip bán dẫn.

Trong quá trình sản xuất tấm wafer silicon cần thiết, khí argon được sử dụng để bảo vệ tinh thể silicon hình thành trên tấm wafer khỏi bất kỳ phản ứng tiềm tàng nào với oxy và nitơ trong quá trình tăng trưởng ở nhiệt độ cao.

Bởi vì argon cũng là một loại khí rất trơ nên nó được sử dụng để cung cấp môi trường không phản ứng cho quá trình lắng đọng phún xạ kim loại. Đôi khi khả năng phản ứng của nitơ quá mạnh sẽ dẫn đến sự hình thành nitrua kim loại.

Ngoài ra, argon lỏng còn được sử dụng cùng với các dụng cụ để làm sạch những con chip nhỏ nhất và dễ vỡ nhất.

Hydro

Việc sử dụng hydro trong sản xuất chất bán dẫn có thể tăng lên do nhu cầu cao hơn. Đặc biệt trong giai đoạn quang khắc, hydro được sử dụng để phản ứng với thiếc hóa học để tạo ra thiếc hydrua. Thiếc hydrua là cần thiết để không tích tụ trên các bộ phận quang học đắt tiền.

Nó được sử dụng để lắng đọng epiticular của silicon và silicon germanium trong quá trình lắng đọng, và cũng để chuẩn bị bề mặt bằng quá trình ủ.

Hydro được sử dụng để tạo ra một lớp oxit mới nhằm sửa đổi màng mỏng hiện có. Quá trình này xảy ra trong môi trường có áp suất và nhiệt độ cao, điều đó có nghĩa là việc kiểm soát tốc độ dòng chảy, nhiệt độ và áp suất là rất quan trọng.

Ngoài ra, hydro còn được sử dụng trong giai đoạn pha tạp để giúp kiểm soát quá trình phân hủy, vì khí được sử dụng trong quá trình này có độc tính cao. Nhiều đến mức chúng cần được lưu trữ trong một thiết bị có thể ngăn chặn rò rỉ.

Diborane cũng là một loại hóa chất được sử dụng trong quá trình doping nhưng do không ổn định nhiệt nên sẽ phân hủy từ từ nên cần có hydro để giúp ổn định nó.

Chất bán dẫn trong đời sống hàng ngày

Chất bán dẫn được sử dụng trong tất cả các loại thiết bị hàng ngày như máy tính, điện thoại thông minh, tivi và cả trong các công nghệ tiên tiến như thiết bị y tế, hệ thống quân sự và nhiều ứng dụng khác.

Chúng là một phần trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta và chúng ta không để ý đến chúng vì chúng tồn tại trong các thiết bị chúng ta sử dụng hàng ngày. Nếu không có chất bán dẫn, chúng ta sẽ không thể làm được nhiều thứ. Với sự phát triển của công nghệ bán dẫn, chúng sẽ trở nên đáng tin cậy, thông minh và nhỏ gọn hơn.

Từ truyền thông, vận tải và giải trí, đây chỉ là một phần nhỏ trong những gì chất bán dẫn đã làm cho chúng ta. Chúng sẽ tạo sức mạnh cho công nghệ và đổi mới trong tương lai, cho phép chúng ta làm được những điều mà chúng ta chưa bao giờ tưởng tượng được.