Halfgeleiervervaardiging maak staat op 'n wye verskeidenheid gasse, wat in drie hooftipes gekategoriseer kan word: grootmaat gasse, spesiale gasse, en etsgasse. Hierdie gasse moet van uiters hoë suiwerheid wees om kontaminasie te voorkom, wat die delikate en komplekse vervaardigingsproses kan ruïneer.

Grootmaat gasse

Stikstof (N₂):

Rol: N₂ dien verskeie doeleindes, insluitend die suiwering van proseskamers en die verskaffing van 'n inerte atmosfeer tydens verskeie stadiums van halfgeleiervervaardiging.
Bykomende notas: Stikstof word dikwels gebruik in die vervoer en berging van silikonwafels om oksidasie te verminder. Die traagheid daarvan verseker dat dit nie met ander materiale reageer nie, wat dit ideaal maak vir die handhawing van skoon verwerkingsomgewings.

Argon (Ar):
Rol: Benewens sy betrokkenheid by plasmaprosesse, is argon instrumenteel in prosesse waar beheerde gassamestellings deurslaggewend is.
Bykomende notas: Omdat dit nie met die meeste materiale reageer nie, word argon ook vir sputtering gebruik, wat help om metaal- of diëlektriese films neer te lê waar oppervlaktes sonder besoedeling in stand gehou moet word.

Helium (Hy):
Rol: Helium se termiese eienskappe maak dit van onskatbare waarde vir verkoeling en handhawing van temperatuurkonsekwentheid tydens reaktiewe prosesse.
Bykomende notas: Dit word dikwels gebruik in hoë-energie laserstelsels vir litografie as gevolg van sy nie-reaktiewe aard en vermoë om die optiese pad vry van kontaminasie te handhaaf.

Waterstof (H₂):
Rol: Benewens die toepassing daarvan in uitgloeiing, help waterstof ook om die oppervlak van wafers skoon te maak en kan dit betrokke wees by chemiese reaksies tydens epitaksie.
Bykomende notas: Die gebruik van waterstof in die afsetting van dun films maak voorsiening vir groter beheer oor draerkonsentrasie in halfgeleiermateriale, wat hul elektriese eienskappe aansienlik verander.

Spesialiteitsgasse en doopmiddels

Silaan (SiH₄):
Rol: Behalwe dat dit 'n voorloper vir silikonneerslag is, kan silaan gepolimeriseer word tot 'n passiverende film wat elektroniese eienskappe verbeter.
Bykomende notas: Die reaktiwiteit daarvan vereis versigtige hantering weens veiligheidskwessies, veral wanneer dit met lug of suurstof gemeng word.

Ammoniak (NH₃):
Rol: Benewens die vervaardiging van nitriedfilms, is ammoniak beduidend in die vervaardiging van passiveringslae wat die betroubaarheid van halfgeleiertoestelle verbeter.
Bykomende notas: Dit kan betrokke wees by prosesse wat stikstofinkorporering in silikon vereis, wat elektroniese eienskappe verbeter.

Fosfien (PH₃), Arsien (AsH₃) en Diboraan (B₂H₆):
Rol: Hierdie gasse is nie net noodsaaklik vir doping nie, maar is ook van kritieke belang vir die bereiking van die verlangde elektriese eienskappe in gevorderde halfgeleiertoestelle.
Bykomende notas: Hul toksisiteit noodsaak streng veiligheidsprotokolle en monitor stelsels in vervaardigingsomgewings om gevare te versag.

Ets en skoonmaak gasse

Fluorkoolstowwe (CF₄, SF₆):
Rol: Hierdie gasse word in droë-etsprosesse gebruik, wat hoë presisie bied in vergelyking met nat-etsmetodes.
Bykomende notas: CF₄ en SF₆ is betekenisvol as gevolg van hul vermoë om silikon-gebaseerde materiale doeltreffend te ets, wat voorsiening maak vir fyn patroonresolusie wat krities is in moderne mikro-elektronika.

Chloor (Cl₂) en Waterstoffluoried (HF):
Rol: Chloor bied aggressiewe etsvermoëns, veral vir metale, terwyl HF deurslaggewend is vir die verwydering van silikondioksied.
Bykomende notas: Die kombinasie van hierdie gasse maak voorsiening vir effektiewe laagverwydering tydens verskeie vervaardigingstadia, wat skoon oppervlaktes verseker vir daaropvolgende verwerkingstappe.

Stikstoftrifluoried (NF₃):
Rol: NF₃ is deurslaggewend vir omgewingskoonmaak in CVD-stelsels, en reageer met kontaminante om optimale werkverrigting te handhaaf.
Bykomende notas: Ten spyte van kommer oor sy kweekhuisgaspotensiaal, maak NF₃ se doeltreffendheid in skoonmaak dit 'n voorkeurkeuse in baie fabrieke, hoewel die gebruik daarvan sorgvuldige omgewingsoorweging verg.

Suurstof (O₂):
Rol: Die oksidasieprosesse wat deur suurstof vergemaklik word, kan noodsaaklike isolerende lae in halfgeleierstrukture skep.
Bykomende notas: Suurstof se rol in die verbetering van die oksidasie van silikon om SiO₂-lae te vorm, is van kritieke belang vir isolasie en beskerming van stroombaankomponente.

Opkomende gasse in halfgeleiervervaardiging

Benewens die tradisionele gasse hierbo gelys, kry ander gasse aandag in die halfgeleiervervaardigingsproses, insluitend:

Koolstofdioksied (CO₂): Word gebruik in sommige skoonmaak- en etstoepassings, veral dié wat gevorderde materiale behels.

Silikondioksied (SiO₂): Alhoewel dit nie 'n gas onder standaardtoestande is nie, word verdampte vorms van silikondioksied in sekere afsettingsprosesse gebruik.

Omgewingsoorwegings

Die halfgeleierbedryf fokus toenemend daarop om die omgewingsimpak wat met die gebruik van verskeie gasse geassosieer word, te verminder, veral dié wat kragtige kweekhuisgasse is. Dit het gelei tot die ontwikkeling van gevorderde gasbestuurstelsels en die verkenning van alternatiewe gasse wat soortgelyke voordele met 'n laer omgewingsvoetspoor kan bied.

Gevolgtrekking

Die gasse wat in halfgeleiervervaardiging gebruik word, speel 'n kritieke rol om die akkuraatheid en doeltreffendheid van die vervaardigingsprosesse te verseker. Soos tegnologie vorder, streef die halfgeleierbedryf voortdurend na verbeterings in gassuiwerheid en -bestuur, terwyl dit ook veiligheids- en omgewingsbekommernisse wat met die gebruik daarvan verband hou, aanspreek.