Die halfgeleierbedryf, as die kern van moderne tegnologiese ontwikkeling, betrek talle hoëpresisie- en hoësuiwer gasse in sy vervaardigingsproses. Spesialiteitsgasse vir halfgeleiers verwys na gasse wat 'n sleutelrol speel in halfgeleiermateriaalproduksie, chipvervaardiging, dunfilmafsetting, ets en ander prosesse. Hierdie gasse moet aan streng vereistes voldoen vir suiwerheid, stabiliteit en presiese beheer oor die reaksieprosesse. Hierdie artikel sal verskeie algemene spesialiteitsgasse wat in halfgeleiers gebruik word bekendstel en hul rolle in die halfgeleiervervaardigingsproses bespreek.

1. Waterstof (H₂)

Waterstof word wyd gebruik in halfgeleiervervaardiging, veral in chemiese dampneerslag (CVD) en reduksiereaksies. In CVD word waterstof dikwels met ander gasse gemeng om dun films, soos silikonfilms, te laat groei. Waterstof dien ook as 'n reduseermiddel in metaalneerlegging en oksiedverwyderingsprosesse. Daarbenewens word waterstof gebruik in die skoonmaak en behandeling van halfgeleierwafels om oppervlakbesoedeling effektief te verwyder en die kwaliteit van die skyfies te verbeter.

2. Stikstof (N₂)

Stikstof, 'n inerte gas, word hoofsaaklik gebruik om 'n suurstofvrye omgewing in halfgeleiervervaardiging te verskaf. Dit word algemeen gebruik in die skoonmaak van toerusting, verkoelingsprosesse en as 'n verdunningsmiddel in reaksie-atmosfeer. In dampneerlegging en etsprosesse word stikstof dikwels met ander gasse gemeng om reaksietoestande te stabiliseer en die reaksietempo te beheer. Stikstof word ook gebruik om oksidasie te onderdruk, wat sensitiewe materiale teen oksidasieskade beskerm.

3. Suurstof (O₂)

Suurstof speel 'n deurslaggewende rol in die halfgeleierbedryf, veral in oksidasieprosesse. In die vorming van 'n silikondioksiedlaag op die oppervlak van silikonwafels is suurstof noodsaaklik. Deur suurstof in te voer, vorm 'n eenvormige oksiedlaag op die silikonoppervlak, wat noodsaaklik is vir elektriese werkverrigting en toestelstabiliteit. Suurstof word ook gebruik in skoonmaak- en etsprosesse, wat met ander chemiese gasse reageer om oksiede te vorm of sekere metaalfilms te verwyder.

4. Koolstoftetrafluoried (CF₄)

Koolstoftetrafluoried word wyd gebruik in etsprosesse. In halfgeleier-ets word CF₄ met ander gasse gemeng om dun films van silikon, silikonnitried, metaal en ander materiale effektief te verwyder. Wanneer CF₄ met fluoor kombineer, vorm dit fluoriede, wat sterk reaktiwiteit het en die teikenmateriaal doeltreffend kan ets. Hierdie gas is van kardinale belang vir hoë-presisie patroon ets in geïntegreerde stroombaan produksie.

5. Waterstofchloried (HCl)

Waterstofchloriedgas word hoofsaaklik as 'n etsgas gebruik, veral in die ets van metaalmateriale. Dit reageer met metaalfilms om chloriede te vorm, wat toelaat dat die metaallae verwyder word. Hierdie proses word wyd gebruik in die patroonvorming van dun metaalfilms, wat die akkuraatheid van die skyfiestrukture verseker.

6. Stikstoftrifluoried (NF₃)

Stikstoftrifluoried word hoofsaaklik gebruik om afsettingsreste in plasma-etstoerusting skoon te maak. In plasma-etsprosesse reageer NF₃ met gedeponeerde materiale (soos silikonfluoriede) om maklik verwyderbare fluoriede te vorm. Hierdie gas is hoogs doeltreffend in die skoonmaakproses, wat help om die netheid van etstoerusting te handhaaf en die akkuraatheid en doeltreffendheid van vervaardigingsprosesse te verbeter.

7. Silaan (SiH₄)

Silaan is 'n algemeen gebruikte gas in chemiese dampneerslag (CVD), veral vir die afsetting van silikon dun films. Silaan ontbind by hoë temperature om silikonfilms op die substraatoppervlak te vorm, wat noodsaaklik is in halfgeleiervervaardiging. Deur die vloei van silaan en reaksietoestande aan te pas, kan die neerslagtempo en filmkwaliteit presies beheer word.

8. Boortrifluoried (BF₃)

Boortrifluoried is 'n belangrike dopinggas wat tipies gebruik word in die boordoteringproses in halfgeleiervervaardiging. Dit word gebruik om die elektriese eienskappe van die kristal aan te pas deur met die silikonsubstraat te reageer om die gewenste dopinglaag te vorm. Die boordoteringproses is noodsaaklik vir die skep van P-tipe halfgeleiermateriale, en BF₃-gas speel 'n kritieke rol in hierdie proses.

9. Swael-heksafluoried (SF₆)

Swaelheksafluoried word hoofsaaklik gebruik in halfgeleier-etsprosesse, veral in hoë-presisie-ets. As gevolg van sy hoë elektriese isolerende eienskappe en chemiese stabiliteit, kan SF₆ met ander gasse gekombineer word om materiaalfilms akkuraat te verwyder en presiese patrone te verseker. Dit word ook wyd gebruik in ioon-ets, wat ongewenste metaalfilms doeltreffend verwyder.

Gevolgtrekking

Spesialiteitsgasse vir halfgeleiers speel 'n onvervangbare rol in die vervaardiging van geïntegreerde stroombane. Soos tegnologie aanhou vorder, neem die vraag na hoër suiwerheid en werkverrigting van hierdie gasse toe, wat verskaffers aanspoor om voortdurend die kwaliteit en tipe gasse te optimaliseer. In die toekoms sal die halfgeleierbedryf op hierdie spesialiteitsgasse staatmaak om die produksie van volgende generasie skyfies en tegnologiese innovasies te ondersteun. Daarom sal die begrip en toepassing van halfgeleier spesialiteitsgasse van kritieke belang wees om die voortdurende ontwikkeling van die halfgeleierbedryf aan te dryf.