Phổ biến khí siêu tinh khiết trong sản xuất bán dẫn!

Khí có độ tinh khiết cực cao là yếu tố thiết yếu trong toàn bộ chuỗi cung ứng bán dẫn. Thực tế, đối với một nhà máy điển hình, khí có độ tinh khiết cao là chi phí vật liệu lớn nhất sau chính silicon. Sau cuộc khủng hoảng chip toàn cầu, ngành công nghiệp đang mở rộng nhanh hơn bao giờ hết - và nhu cầu về khí tinh khiết cũng đang tăng lên.

Các loại khí bulk được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất bán dẫn là nitơ, heli, hidro và argon.

Nitơ

Nitơ chiếm 78% khí quyển của chúng ta và rất phong phú. Nó cũng là chất hóa học trơ và không dẫn điện. Kết quả là, nitơ đã được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như một loại khí trơ hiệu quả về chi phí.

Ngành công nghiệp bán dẫn là một người tiêu thụ lớn của nitơ. Một nhà máy sản xuất bán dẫn hiện đại dự kiến sẽ sử dụng tới 50.000 mét khối nitơ mỗi giờ. Trong sản xuất bán dẫn, nitơ hoạt động như một khí trơ và xả chung, bảo vệ các tấm wafer silicon nhạy cảm khỏi oxy phản ứng và độ ẩm trong không khí.

Helium

Helium là một khí trơ. Điều này có nghĩa là, giống như nitơ, helium về mặt hóa học là trơ - nhưng nó còn có lợi thế bổ sung là khả năng dẫn nhiệt cao. Điều này đặc biệt hữu ích trong việc sản xuất bán dẫn, cho phép nó dẫn nhiệt hiệu quả từ các quy trình năng lượng cao và giúp bảo vệ chúng khỏi hư hại nhiệt và các phản ứng hóa học không mong muốn.

Hydrogene

Hydrogen được sử dụng rộng rãi trong suốt quá trình sản xuất điện tử, và sản xuất bán dẫn cũng không phải là ngoại lệ. Cụ thể, hydrogen được sử dụng cho:

Luyện mềm (Annealing): Các tấm wafer silic thường được làm nóng đến nhiệt độ cao và làm nguội từ từ để sửa chữa (luyện mềm) cấu trúc tinh thể. Hydrogen được sử dụng để truyền nhiệt đều lên wafer và hỗ trợ tái tạo cấu trúc tinh thể.

Épitaxy: Hydrogen siêu tinh khiết được sử dụng làm chất khử trong quá trình lắng đọng épitaxy của các vật liệu bán dẫn như silic và germani.

Phương pháp bồi tụ: Hydro có thể được pha tạp vào các màng silic để làm cho cấu trúc nguyên tử của chúng trở nên hỗn loạn hơn, giúp tăng điện trở.

Vệ sinh plasma: Plasma hydro đặc biệt hiệu quả trong việc loại bỏ ô nhiễm thiếc từ nguồn sáng được sử dụng trong lithography tia cực tím (UV).

Argon

Argon là một khí hiếm khác, vì vậy nó thể hiện cùng mức độ phản ứng thấp như nitơ và heli. Tuy nhiên, năng lượng ion hóa thấp của argon khiến nó hữu ích trong các ứng dụng bán dẫn. Do khả năng ion hóa tương đối dễ dàng, argon thường được sử dụng làm khí plasma chính cho các phản ứng etching và bồi tụ trong sản xuất bán dẫn. Ngoài ra, argon cũng được sử dụng trong laser excimer cho lithography tia UV.

Tại sao độ tinh khiết lại quan trọng

Thông thường, những tiến bộ trong công nghệ bán dẫn đã được đạt được thông qua việc thu nhỏ kích thước, và thế hệ mới của công nghệ bán dẫn được đặc trưng bởi kích thước đặc điểm nhỏ hơn. Điều này mang lại nhiều lợi ích: nhiều bóng bán dẫn hơn trong một thể tích nhất định, dòng điện được cải thiện, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và chuyển mạch nhanh hơn.

Tuy nhiên, khi kích thước quan trọng giảm xuống, các thiết bị bán dẫn trở nên ngày càng tinh vi. Trong thế giới mà vị trí của các nguyên tử riêng lẻ có ý nghĩa, ngưỡng dung sai lỗi rất chặt chẽ. Kết quả là, các quy trình bán dẫn hiện đại yêu cầu khí quy trình có độ tinh khiết cao nhất có thể.

WOFLY là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên về kỹ thuật hệ thống ứng dụng khí: hệ thống khí đặc biệt điện tử, hệ thống đường dẫn khí phòng thí nghiệm, hệ thống cung cấp khí tập trung công nghiệp, hệ thống khí (lỏng) khối lượng lớn, hệ thống ống dẫn khí độ tinh khiết cao và khí quy trình đặc biệt, hệ thống vận chuyển hóa chất, hệ thống nước tinh khiết để cung cấp toàn bộ dịch vụ kỹ thuật và sản phẩm phụ trợ từ tư vấn kỹ thuật, quy hoạch tổng thể, thiết kế hệ thống, chọn thiết bị, chế tạo thành phần trước, lắp đặt và thi công tại hiện trường dự án, kiểm tra tổng thể hệ thống, bảo trì và các sản phẩm hỗ trợ khác theo cách tích hợp.