Çində sənaye qazları istehsalında ixtisaslaşan bir fabrik çalışmışıq. Vanfa nöqtələrimdən, texnologiyanın inanılmaz təkamülünün şahidi oldum, hamısı ən çox görmədiyi bir şeylə təchiz olunmuşdur: ultra yüksək saflıq qazları. Telefonunuzda, kompüterinizdə və avtomobilinizdə kiçik mikroçlar müasir mühəndisliyin möcüzələridir, lakin bu ixtisas qazlarının dəqiq və qüsursuz təchizatı olmadan onların yaradılması mümkün deyil.

Keyfiyyətin və etibarlı bir təchizat zəncirinin vacibliyini başa düşürsən, amma təəccüblənə bilərsən niyə Yarımkeçirici qazların standartları çox astronomik cəhətdən yüksəkdir. Niyə argonun bir daşınması 99.9999% saf olmalıdır? Bu təlimat, yarımkeçirici istehsal dünyasında pərdəni geri çəkəcəkdir. İstifadə olunan xüsusi qazları, nə etdiklərini və saflığının ən kritik amil olduğunu araşdıracağıq. Sonda, mənbəyiniz və dəyərlərini müştərilərinizə çatdırmaq üçün daha yaxşı təchiz olunduğunuz məhsulları haqqında daha aydın bir anlayışınız olacaq.

Niyə İxtisas Qazları Yarımkeçirici İstehsal üçün bu qədər kritikdir?

Bir yerdəki bir taxıl taxılının bütün quruluşun dağılmasına səbəb ola biləcəyi bir göydələn qurun. Bu, tələb olunan dəqiqlik səviyyəsidir Yarımkeçirici İstehsalat Sənaye. Bu sənayenin "bina blokları" kərpic və havan deyil, atomlar və "alətlər" çox vaxt yüksək ixtisaslaşdırılmış qazlardır. Bütünlüklə uydurma bir İnteqrasiya edilmiş dövrə Mikroskopik miqyasda olur, burada materiallar təbəqələri, tez-tez yalnız bir neçə atom qalın, a-dan kənarda saxlanılır silikon vafli.

Bunlar Yarımkeçirici proseslər inanılmaz dərəcədə həssasdırlar. İstenmeyen hissəcik və ya kimyəvi murdarlıq Mikroçının zərif memarlığını poza bilər, onu yararsız hala gətirin. Bu haradadır Qazlar istifadə olunur. Ultra təmiz mühitləri yaradırlar, yeni təbəqələr üçün xammal təmin edir və elektrik enerjisi üçün mürəkkəb yolları oyadan kimyəvi "skalpellər" kimi hərəkət edirlər. Bu Yarımkeçirici istehsal prosesi mürəkkəb bir rəqsdir kimyəvi reaksiyalar, və qazlar aparıcı rəqqasdır. Bu qazların daimi, etibarlı və olduqca təmiz tədarükü olmadan, müasir elektronika sadəcə mövcud olmazdı.

Bu Yarımkeçirici istehsalda istifadə olunan qazlar standart sənaye məhsulları deyil. Onlar tez-tez bir milyard başına və ya bir trilyonda bərabər hissələrdə ölçülməsi çətin olan təmizlik səviyyələrini qarşılamaq üçün mühəndislər. Bunun səbəbi Yarımkeçirici qurğular atom quruluşunun kamilliyinə birbaşa bağlanır. Bir inert olmalıdır, oksigen və ya su buxarının reaktiv molekulu qaz Dəyişən oksidləşməyə səbəb ola bilər Elektrik xassələri dövrə və qüsurlara səbəb olur. Buna görə də ixtisas qazları sənayesi texnologiya dünyası üçün çox vacibdir.

Yarımkeçirici istehsalda istifadə olunan qazların əsas kateqoriyası hansılardır?

Haqqında danışanda Yarımkeçirici İstehsalatdakı qazlar, ümumiyyətlə onların funksiyasına əsasən bir neçə əsas kateqoriyaya düşürlər. Bu qrupları başa düşmək hər bir rolun aydınlaşdırılmasına kömək edir qaz Kompleksdə oynayır istehsal prosesi. Bu yalnız bir və ya iki qaz deyil; müasir yarımkeçirici fab 30-dan çox fərqli tələb olunur Qazlar və qarışıqlar fəaliyyət göstərir.

Birincisi toplu qazlar. Bunlar müəssisədə kütləvi miqdarda istifadə olunan işçilərdir. Onları Fabın təməl atmosferi kimi düşünün. Ən çox yayılmışdır:

• Azot (N₂): Çirkləndiriciləri çıxarmaq və inert mühit yaratmaq üçün püresi və avadanlıqlar üçün istifadə olunur.
• Oksigen (O₂): İzolyatorlar kimi fəaliyyət göstərən yüksək keyfiyyətli silikon dioksid (Sio₂) təbəqələri yetişdirmək üçün istifadə olunur.
• Hidrogen (H₂): Səthləri təmizləmək üçün istifadə olunur və konkretdir depozit proseslər.
• Argon (ar): Bir inert qaz Sputtering kimi proseslər üçün sabit bir mühit yaratmaq üçün istifadə olunur.

Sonrakı ixtisas qazı, eyni zamanda da tanınır Elektron ixtisas qazları. Bunlar yüksək spesifik, tez-tez reaktiv və ya təhlükəli, titmanın kritik vəzifələrini yerinə yetirən qazlar. Onlar daha kiçik miqdarda istifadə olunur, lakin daha yüksək qiymətə malikdir və son dərəcə diqqətli bir iş tələb edir. Bunlar daha sonra qruplara bölünə bilər:

• Döşəmə qazları: Silane (SIH₄) kimi bu qazlar, çip təbəqələrini yaratmaq üçün istifadə olunan materialın mənbəyidir. Biri parçalayır və əmanət edirlər filmə üzərində material silikon vafli.
• Etchant qazları: Bunlar reaktiv qazlar maddi silmək üçün istifadə olunur. Nümunələrə karbon tetrafluoride (cf₄) kimi flüor birləşmələri daxildir və hidrogen xloru (HCL). Onlar istifadə olunur titrəyiş prosesi dövrə naxışlarını oydurmaq.
• Dopant qazları: Bu qazlar "dop" üçün istifadə olunur silikon, kimin bir konkret tanıtma deməkdir murdarlıq (a dopant) dəyişdirmək Elektrik xassələri. Bu tranzistorlar yaratmaq üçün əsasdır. Ümumi dopant qazı Arsine (Ash₃) və fosfin (ph₃) daxil edin.

Nitrogen qazı yarımkeçirici fablarda bir işçi kimi necə hərəkət edir?

A-dan gəzmək istəsən Yarımkeçirici uydurma Mexanizmi, ən çox yerli qaz qarşılaşacaqdın Azot. Həmişə əsasda iştirak etməsə də kimyəvi reaksiyalar Çipi quran, bu reaksiyaların müvəffəq olması üçün şərtlərin yaradılması üçün tamamilə vacibdir. Azot istifadə olunur ilk növbədə onun inisidir; Digər elementlərlə asanlıqla reaksiya vermir, mükəmməl "doldurucu" halına gətirmir qaz.

Üçün əsas istifadə Azot təmizləyici və inert atmosfer yaratmaqdadır. Hər hansı bir həssaslıqdan əvvəl yarımkeçirici proses Başlaya bilər, otağa oksigen, su buxarı və toz kimi çirkləndiricilərdən tamamilə azad olmalıdır. Yüksək saflıq Azot bu istenmeyen elementləri itələmək üçün palatadan yandırılır. Bu, təsadüfi oksidləşmə və ya məhv ediləcək digər reaksiyaların qarşısını alır kövrək. Eyni prinsip, daşıya bilən alətlər və nəqliyyat podslarına (tanınmış tanınmış) silikon gofreti müxtəlif mərhələlər arasında istehsal prosesi.

Bundan əlavə, Azot kritik bir rol oynayır fotoliitoqrafiya, dövrə dizaynını gofretin üzərinə çap etmək prosesi. Müasir dərin ultrabənövşəyi (DUV) litoqrafiya, linzalar arasındakı boşluq və kövrək ultra təmiz ilə doldurulur Azot (və ya Argon) qısa dalğa uzunluğunun işığının hava ilə udulmadan keçməsinə icazə vermək. Bu inert mühit olmadan, proses mümkün olmazdı. Fabs-a, davamlı, yüksək həcmli və yüksək saflığa tələb olan təcrübəmdə Azot Təchizat müzakirə edilə bilməz.

Argon mükəmməl mühit yaratmaqda hansı rol oynayır?

Azot kimi, Argon nəcibdir qaz, bunun kimyəvi cəhətdən olduğunu göstərir lətafətli. Ancaq Argon istifadə olunur Ağır atom çəkisinin daha ağır olduğu xüsusi tətbiqlər üçün bir üstünlük verir. Bu tətbiqlərin ən vaciblərindən biri də tüpürcək çöküntüdür və ya tırpızır. Bu fiziki bir buxardır depozit prosesi məftilləri meydana gətirən nazik metal filmlər çəkmək üçün istifadə olunurdu İnteqrasiya edilmiş dövrə.

Sputtering-də, doldurulmuş vakuum kamerasında yüksək gərginlik tətbiq olunur Arqon qazı. Bu müsbət yüklənmənin plazması yaradır Argon ionlar. Bu ionlar sürətlənir və əmanət etmək istədiyimiz metalın (mis və ya alüminium kimi) birləşdirilmiş "hədəf" içərisinə salınır. Toqquşmanın gücü, o kamerada və palto boyunca uçan hədəfdən metal atomları döyür silikon vafli İncə, vahid bir təbəqədə. Argon Bunun üçün idealdır, çünki hədəf atomları təsirli şəkildə boşaltmaq üçün kifayət qədər ağırdır, lakin yaratmağa kömək edən metal filmi ilə reaksiya verməyəcəyi kifayət qədər inert. Mükəmməl təmin edir Metalların ləkələnməsi üçün mühit.

Üçün başqa bir açar istifadə Argon plazma etching edir. Bunda titrəyiş prosesi, Argon tez-tez a ilə qarışdırılır reaktiv əxlaqsız qaz. Bu Argon Plazmanı sabitləşdirməyə və səthini fiziki olaraq bombalamağa kömək edir, kimyəvi etch və materialda daha dəqiq, şaquli kəsiklər yaradır. Etibarlı bir təchizatı Argon qaz silindrləri metalizasiya və ya qabaqcıl etching yerinə yetirən hər hansı bir obyekt üçün çox vacibdir.

Hidrogenin çökmə və təmizlik üçün necə istifadə olunduğunu izah edə bilərsinizmi?

Azot və argon inamsız olduğuna görə qiymətləndirildikdə, Hidrogen yüksək olduğuna görə qiymətləndirilir reaktiv, amma çox təmiz və idarə olunan bir şəkildə. Hidrogen istifadə olunur geniş şəkildə Yarımkeçirici İstehsalat səthləri təmizləmək və müəyyən bir növdə depozit epitaksial böyümə adlanır. Kiçik atom ölçüsü, digər qazların edə bilmədiyi və reaksiya verməyə imkan verir.

Yeni bir təbəqə böyüməkdən əvvəl kövrək, səth mükəmməl təmiz olmalıdır, atom səviyyəsinə qədər. Hidrogen qazı hər hansı bir doğma oksidini (incə, təbii, təbii, təbii olaraq meydana gələn silikon dioksidin nazik, meydana gələn silikon dioksidinin təmizlənməsi) aradan qaldırılması üçün "hidrogen bake" adlı yüksək temperaturda istifadə olunur silikon səthi. Bu hidrogen Oksigenlə reaksiya verir, o zaman palatadan çıxarılan, bir pristini tərk edən su buxarı (H₂o) təşkil edir silikon növbəti mərhələyə hazır səth.

Hidrogen də əsas komponentdir epitaxial böyümə (və ya "epi"), tək kristal bir təbəqə böyüyən bir proses silikon üstündə silikon vafli. Bu yeni təbəqə mükəmməl bir kristal quruluşu və dəqiq idarə olunur dopant səviyyələri. Hidrogen bir daşıyıcı kimi fəaliyyət göstərir qaz üçün silikon mənbəyi qaz (Silan və ya Trichlorosilane kimi). Ayrıca, hər hansı bir oksigen atomlarını gəzərək təmiz bir böyümə mühitini təmin edir. Bu epitaxial təbəqənin keyfiyyəti yüksək səviyyəli prosessorların performansının performansını təmin etmək üçün əsasdır Hidrogen silindri Təchizat tamamilə kritikdir.

Etchant qazları nədir və mikroskopik dövrələri necə oyadır?

Çöküntü təbəqələrin qurulması ilə əlaqədardırsa, tirching dövrə naxışlarını yaratmaq üçün onları uzaqlaşdıraraq oydurur. Bunu mikroskopik heykəl kimi düşünün. Bir nümunə istifadə edildikdən sonra fotoliitoqrafiya, Etchant Qazlar təmin etmək üçün istifadə olunur Kimyəvi maddələrin qorunmayan ərazilərindən material çıxarmaq deməkdir kövrək. Bu, ən mürəkkəb və tənqidi addımlardan biridir çip istehsalı.

Bu Etching-də istifadə olunan qazlar Proses adətən flüor, xlor və ya brom əsaslı birləşmələrdir. Seçimi qaz materialdan asılıdır.

• Flüor əsaslı qazlar (məsələn, cf₄, sf₆, nf₃) etching üçün əladır silikon və silikon dioksid.
• Xlor əsaslı qazlar (E.G., Cl₂, Bcl₃, Hcl) tez-tez alüminium kimi metalları düzəltmək üçün istifadə olunur.

Bunlar reaktiv qazlar plazma kamerasına təqdim olunur. Plazma pozur qaz molekullar yüksəkdir reaktiv ion və radikallar. Bu radikallar daha sonra səthi ilə reaksiya verirlər kövrək, asanlıqla pompalana bilən yeni bir dəyişkən bir bir birləşmə meydana gətirərək, "etching" material. Tələb olunan dəqiqlik böyükdür; Məqsəd etməkdir etçu naxışlı təbəqəni alt-üst etmədən düz (anizotropik). Müasir Yarımkeçirici Fabs kompleks istifadə edin Qaz qarışıqları Buna nail olmaq üçün diqqətlə idarə olunan plazma şərtləri.

Kimyəvi buxar çökməsi (CVD) nədir və hansı qazlar iştirak edir?

Kimyəvi buxarlanma (CVD) bir təməl daşıdır depozit prosesi içində Yarımkeçirici İstehsalat. Bir təşkil edən müxtəlif izolyasiya və keçirici nazik filmlər yaratmaq üçün istifadə olunan əsas metoddur yarımkeçirici cihaz. Əsas fikir a axacaq qaz (və ya qazların qarışığı) qızdırıldı kövrək. İstilik səbəb olur qaz İstədiyiniz materialın möhkəm bir filmini geridə qoyaraq, vaffer səthinə reaksiya vermək və ya parçalamaq.

Bu reaksiyaların hər biri inanılmaz dərəcədə sabit və son dərəcədir yüksək saflıq qazları. Məsələn, Silane, hər hansı bir oksigen istifadə edərək polysilikon qatını qoyarkən murdarlıq içində qaz axın, silikon dioksidinin əvəzinə qatın keçirici xüsusiyyətlərini məhv edərək meydana gəlməsinə səbəb olardı. Buna görə bir təchizatçı olaraq, çox güclü şəkildə diqqətimizi artırırıq təmizlənmə və bunların təhlili depozit qazı. Bütün kitabxanası Toplu yüksək saflıq ixtisas qazları Təklif bu ciddi tələblərə cavab vermək üçün hazırlanır.

Yarımkeçirici qazlar üçün ən vacib amil niyə ultra yüksək safdır?

Bunu aşa bilmirəm: yarımkeçirmə sənayesi, saflıq hər şeydir. Termin yüksək saflıq 99% və ya 99,9% demək deyil. Üçün yarımkeçirici qazlar, danışırıq Ultra yüksək təmizlik (UHP), adətən 99.999% (tez-tez "beş nines" və ya daha yüksək deyilir). Bəzi kritik üçün proses qazları, tələb 99.99999% ("altı nines") və ya daha yüksək ola bilər. Səbəbi sadədir: çirkləndiricilər performansı öldürürlər.

Müasir bir mikrozipdəki xüsusiyyətlər nanometrlərdə ölçülür (metrin milyardutu). Bu miqyasda, tək bir xarici hissəcik və ya istenmeyen molekul, bir super yolun ortasında bir daş kimidir. Bir murdarlıq edə bilər:

• Elektrik xüsusiyyətlərini dəyişdirin: Kəskin bir natrium ionu, yanlış vaxtda yandırmaq və ya söndürmək üçün bir tranzistorun eşik gərginliyini dəyişdirə bilər.
• Struktur qüsurları yaradın: Bir oksigen molekulu epitaksial böyümə zamanı mükəmməl kristal lattice, elektron axını maneə törədən bir "dislokasiya" yarada bilər.
• Qısa sxemlər: Bir metal hissəcik, ölü qısa yaradan iki qonşu olan iki qonşu olan bir xətt çəkə bilər.
• Məhsulu azaldın: Daha çox çirkləndirici iştirak edənlər, hər birində qüsurlu çiplərin sayı nə qədər yüksəkdir kövrəkbirbaşa mənfəətə təsir edən.

Buna görə bir istehsalçı kimi, ən böyük sərmayəmiz təmizlənmə və analitik avadanlıqdadır. Hər bir dəstə qaz Müştərilərimizin tələb etdiyi bir milyard başına (PPB) və ya trilyon (PPT) xüsusiyyətlərinə cavab verməsini təmin etmək üçün sınaqdan keçirilməlidir. Bu Yüksək saflıq qazlarına tələb Bütün bunları idarə edir ixtisas qazı elektronika üçün.

Yüksək təmizlik qazlarının keyfiyyəti və etibarlı tədarükünü necə təmin edirik?

Mark kimi bir satınalma məmuru üçün bu ən vacib sualdır. Böyük bir qiymət mənasızdır qaz Keyfiyyət uyğun deyil və ya göndərmə gecdir. Dəhşət hekayələrini eşitmişəm: saxta analizin saxta sertifikatlarını və ya göndərilməsini təmin edən tədarükçülər ixtisas qazı Həftələr üçün gömrükdə tutulur, istehsal xəttinin dayandırılmasına səbəb olur. Bu ağrı nöqtələrinə müraciət edən iş fəlsəfəmizin əsasını təşkil edir.

Keyfiyyətin təmin edilməsi ilə başlayır təmizlənmə proses. İz çirklərini aradan qaldırmaq üçün kriogenik distillə və ixtisaslaşdırılmış adsorbent materialları kimi qabaqcıl sistemlərdən istifadə edirik. Ancaq proses orada bitmir. Ən kritik addım yoxlamadır. Gaz xromatoqraf-kütləvi spektrometrlər (GC-MS) kimi ən müasir analitik alətlərdən istifadə edərək, göndərilməmişdən əvvəl hər silindr sınamaq üçün istifadə edirik. Müştərilərimizə zəmanət verən hər bir dəstə üçün ətraflı və orijinal analiz (coa) ilə təmin edirik qazıma.

A etibarlı tədarük zəncir tənliyin digər yarısıdır. Bu ehtiva edir:

• Sağlam silindrli hazırlıq: Üçün silindrlər Ultra yüksək təmizlik qazları Konteynerin özünü çirkləndirməməsini təmin etmək üçün xüsusi bir təmizlik və passivasiya prosesindən keçir qaz.
• Ağıllı logistika: Yüksək təzyiq və bəzən təhlükəli materialların beynəlxalq səviyyədə daşınması üçün qaydaları başa düşən təcrübəli logistika tərəfdaşları ilə işləyirik. Hamar gömrük rəsmiləşdirilməsini təmin etmək üçün bütün lazımi sənədləri təqdim edirik.
• Aydın ünsiyyət: Satış və dəstək qruplarımız müntəzəm yeniləmələri təmin etmək üçün təlim keçmişdir. İstehsaldan son çatdırılmasına qədər sifarişinizin vəziyyətini həmişə biləcəksiniz. Bir proqnozlaşdırılan olduğunu başa düşürük Yüksək təmiz qazların təchizatı müştərilərimizin öz istehsalı cədvəllərini idarə etmələri üçün vacibdir. Müxtəlif təklif edirik qaz qarışığı Xüsusi proses ehtiyaclarını ödəmək üçün seçimlər.

Yarımkeçirici sənayesində gələcək qazlar üçün gələcək?

Bu yarımkeçirmə sənayesi Heç vaxt dayanmır. Moore qanununun proqnozlaşdırdığı kimi, Chipmakers daim daha kiçik, daha sürətli və daha güclü cihazlar yaratmaq üçün itələyir. Bu amansız yenilik birbaşa təsir göstərir Qazlar və qarışıqlar uydurmalarında istifadə olunur. Daşındığımız kimi Növbəti nəsil yarımkeçiricisi Texnologiya, bir neçə nanometrə qədər kiçilən xüsusiyyətləri olan xüsusiyyət ölçüləri, qaz saflığı üçün tələblər daha da həddindən artıq olacaqdır.

Artıq yeni materiallara bir tendensiya görürük silikon, yeni və fərqli tələb edən gallium nitridi (gan) və silikon karbid (sic) kimi proses qazları etching və çökmə üçün. Finfet və Gate-All-That (GAA) tranzistorları kimi daha mürəkkəb 3D memarlığına (GAA) tranzistorları kimi bir hərəkət də var depozit və etçu addımlar. Bu deməkdir ixtisas qazı Sənaye, yeni molekullar hazırlamaq və daha da yüksək səviyyələrə çatmaq üçün daim yenilik etməlidir təmizlənmə.

Təchizatçı kimi perspektivimdən gələcək tərəfdaşlıq haqqında. Artıq bir silindrli satmaq üçün kifayət deyil qaz. Müştərilərimizlə yaxından işləməliyik Elektronika istehsalı Gələcək texnologiyaların yol xəritələrini başa düşmək üçün sektor. Bu, yeni ehtiyacını gözləməyə imkan verir yüksək saflıq qazları və onları təmin etmək üçün istehsal və analitik imkanlara investisiya qoyun. Görünməz qəhrəmanları yarımkeçiricili Dünya-qazlar - texnoloji inkişafın ön cəbhəsində olmağa davam edəcəkdir.

Açar Takeaways

Tələb olunan yarımkeçirici bazarı üçün sənaye qazlarını mənbəyində olduğu kimi, burada xatırlamaq üçün ən vacib şeylər var:

• Saflıq paramountdur: Ən kritik amildir Ultra yüksək təmizlik. Bacarıqlı, hətta bir milyard personal səviyyədə, fəlakətli cihazın uğursuzluğuna səbəb ola bilər və istehsal məhsullarını azaldır.
• Qazların konkret işləri var: Qazlar bir-birini əvəz edə bilməz. İnert atmosferləri (azot, argon) yaratmaq kimi fərqli proseslər üçün istifadə olunan yüksək ixtisaslaşmış vasitələrdir.depozit qazı Silane kimi) və oyma dövrələri (titrəyən qazlar kimi cf₄).
• Təchizat zənciri kritikdir: Etibarlı bir təchizatçı yalnız bir məhsul satmaqdan daha çox şey edir. Onlar ciddi sınaqlar vasitəsilə keyfiyyəti təmin edirlər, orijinal sertifikatlar verir, mürəkkəb logistikanı idarə edir və bahalı istehsal gecikmələrinin qarşısını almaq üçün aydın rabitə saxlayırlar.
• Texniki bilik dəyər əlavə edir: Anlayış niyə müəyyən bir qaz istifadə olunur və niyə Onun saflığı o qədər vacibdir, öz müştərilərinizə daha effektiv bir tərəfdaş olmağa, keyfiyyətini əsaslandıran və uzunmüddətli etimad bina.
• Sənaye inkişaf edir: Kiçik və daha güclü fişlər üçün təkan, yeni, hətta daha təmiz tələb etmək deməkdir ixtisas qazı yalnız böyüməyə davam edəcəkdir. İrəli görünüşlü bir təchizatçı ilə tərəfdaşlıq qabaqda qalmaq üçün açardır.