Ammonyak (nh₃), əhəmiyyətli bir kimyəvi reagent olaraq, müxtəlif sənaye sahələrində geniş yayılmış tətbiqləri, rolu ilə semiskeçtor istehsalında xüsusilə çox vacibdir. Ammonyak yarımkeçirici istehsalın bir neçə mərhələsində, o cümlədən nitridlərin, ion implantasiyası və dopinq, təmizlik və tirinq proseslərinin çökməsinə bir neçə mərhələdə həyati rol oynayır. Bu məqalə, yarımkeçirici sənayesində Ammonyanın tətbiqetmələrində, cihazın fəaliyyətinin artırılması, xərclərin azaldılması və sürücülük sənayesi yeniliyini artırmaqda, onun və gələcək inkişaf tendensiyalarını müzakirə edərkən mühüm rolunu təhlil etməkdə əhəmiyyətli rolunu təhlil edəcəkdir.

1. Ammonyanın əsas xüsusiyyətləri və kimyəvi davranışı

Ammonyak, güclü alkalinity ilə tanınan və ümumiyyətlə sənaye azot gübrə istehsalında olduğu bilinən azot və hidrogendən ibarət bir birləşmədir. Ammonyak otaq temperaturunda bir qaz kimi mövcuddur, lakin aşağı temperaturda mayeləşdirilə bilər, onu yüksək reaktiv qaz mənbəyi halına gətirir. Yarımkeçirmə sənayesində Ammonyanın kimyəvi xüsusiyyətləri onu bir neçə kritik prosesin əsas komponenti, xüsusən kimyəvi buxar çöküntüsündə (CVD), ion implantasiyası və təmizlənməsi və təmizləyici əməliyyatlar edir.

Ammonyak molekulları müxtəlif metallar, silikon və digər materiallar ilə nitridlər yaratmaq və ya onları destləmək üçün reaksiya verə bilər. Bu reaksiyalar yalnız istədiyiniz nazik film materiallarının formalaşmasında, eyni zamanda materialların elektrik, istilik və mexaniki xüsusiyyətlərini inkişaf etdirməyə kömək edir, bununla da yarımkeçirici texnologiyanı inkişaf etdirir.

2. Yarımkeçirici istehsalında ammonyakın müraciətləri

Ammonyak, xüsusən də aşağıdakı sahələrdə yarımkeçirici istehsalda kritik rol oynayır:

2.1 Nitrid incə filmlərin çökməsi

Müasir yarımkeçirici istehsalda, silikon nitridi (Si₃n₄), alüminium nitridi (ALN) və titan nitridi (tin) kimi nitrit nazik filmləri, qoruyucu təbəqələr, elektrik izolyasiya təbəqələri və ya keçirici materiallar kimi geniş istifadə olunur. Bu nitrit filmlərinin çökməsi zamanı ammiak çox vacib azot mənbəyi kimi xidmət edir.

Kimyəvi buxarlanma (CVD) nitrid film çöküntüsü üçün ən çox yayılmış metodlardan biridir. Ammiak Silikon nitridi filmlərini parçalamaq və meydana gətirmək üçün yüksək temperaturda Silan (SIH₄) kimi qazlarla reaksiya göstərir. Reaksiya belədir:

3Sih4 + 4NH3 → SI3N4 + 12H2

Bu proses silikon vafli səthində vahid silikon nitridi təbəqəsinin meydana gəlməsi ilə nəticələnir. Ammonyak sabit bir azot mənbəyi təmin edir və digər qaz mənbələri ilə reaksiyanı xüsusi şərtlərdə, bununla da filmin keyfiyyətinə, qalınlığına və vahidliyinə nəzarət edir.

Nitrit filmləri əla istilik sabitliyi, elektrik izolyasiyası və oksidləşmə müqavimətinə malikdir, onları yarımkeçirici istehsalda son dərəcə vacib edir. İzolyasiya təbəqələri, elektrod izolyasiya təbəqələri və optoelektronik cihazlarda optik pəncərələr kimi inteqrasiya olunmuş sxemlərdə (ICS) geniş istifadə olunur.

2.2 ion implantasiyası və dopinq

Ammiak Yarımkeçirici materialların dopinq prosesində də mühüm rol oynayır. Doping, yarımkeçirici cihazların hazırlanmasında materialların elektrik keçiriciliyini idarə etmək üçün istifadə olunan vacib bir texnikadır. Ammonyak, təsirli bir azot mənbəyi kimi, digər qazlar (məsələn, fosfin ph₃ və diborane b₂h₆ kimi), ion implantasiyası vasitəsilə silikon və glalium arsenide (GAAS) kimi materiallara azotu olan digər qazlarla (məsələn, fosfin ph₃ və diborane b₂h₆) ilə birlikdə istifadə olunur.

Məsələn, nitrogen doping n növü və ya p tipli yarımkeçiricilər yaratmaq üçün silikonun elektrik xüsusiyyətlərini tənzimləyə bilər. Səmərəli azot dopinq prosesləri zamanı Ammonyak, dopinq konsentrasiyalarına dair dəqiq nəzarəti təmin edən yüksək saf bir azot mənbəyi təqdim edir. Bu, çox geniş miqyaslı inteqrasiya (VLSI) istehsalında yüksək performanslı cihazların miniatürləşməsi və istehsalı üçün vacibdir.

2.3 Təmizləmə və etching

Təmizləmə və etching prosesləri yarımkeçirici istehsalda cihazların səthi keyfiyyətinin təmin edilməsi üçün əsasdır. Ammonyak bu proseslərdə, xüsusən plazma etching və kimyəvi təmizliklərdə geniş istifadə olunur.

Plazma etching-də, ammion, orijinal çirkləndiriciləri, oksid təbəqələrini və metal çirkləri aradan qaldırmağa kömək etmək üçün ammion digər qazlarla birləşdirilə bilər. Məsələn, Ammion, oksidon oksigen növləri (məsələn, o₃ və o₂), səth oksidlərini effektiv şəkildə silmək və sonrakı proseslərdə sabitliyi təmin etmək üçün oksigenlə reaksiya verir.

Bundan əlavə, ammiak təmizləyici proseslərdə bir həlledici kimi hərəkət edə bilər, kimyəvi reaksiyalar və ya mişapları səbəbindən yaranan iz qalmalarını silməkdə kömək edə bilər, beləliklə vaffin yüksək saflığını qoruyur.

3. Yarımkeçirici sənayesində ammonyanın üstünlükləri

Ammonyak, xüsusən də aşağıdakı sahələrdə yarımkeçirici istehsalda bir neçə üstünlük təklif edir:

3.1 Səmərəli azot mənbəyi

Ammonyak, nitrid filmlərinin və dopinq proseslərinin çökməsi üçün azot atomlarının sabit və dəqiq bir tədarükünü təmin edən səmərəli və təmiz azot mənbəyidir. Bu, yarımkeçirici istehsalda mikro və nano miqyaslı cihazların uydurma hissəsi üçün çox vacibdir. Bir çox hallarda, ammiak, digər azot mənbə qazlarından (məsələn, azot qazı və ya azot oksidləri kimi) daha reaktiv və idarə olunur.

3.2 Əla prosesə nəzarət

Ammonyanın reaktivliyi, müxtəlif mürəkkəb proseslərdə reaksiya dərəcələrini və film qalınlığını dəqiq idarə etməyə imkan verir. Ammonyak, temperaturun və reaksiya müddəti axını tənzimləməklə, cihazların performansını optimallaşdıran filmlərin qalınlığını, vahidliyini, vahidliyini və struktur xüsusiyyətlərini dəqiq idarə etmək mümkündür.

3.3 Xərclilik və ekoloji dostluq

Digər azot mənbə qazları ilə müqayisədə ammiak maya dəyəri nisbətən aşağıdır və yüksək azotdan istifadə effektivliyinə malikdir, geniş miqyaslı yarımkeçirici istehsalda çox faydalıdır. Bundan əlavə, Ammonyak təkrar emal və təkrar istifadə texnologiyaları ətraf mühit dostluğuna töhfə verir.

4. Təhlükəsizlik və ətraf mühit problemləri

Yarımkeçirici istehsalda mühüm roluna baxmayaraq, ammiak potensial təhlükələri təqdim edir. Otaq temperaturunda ammiak bir qazdır və maye formasında istifadə zamanı ciddi təhlükəsizlik tədbirləri tələb edən yüksək dərəcədə korroziya və zəhərlidir.

1. Anbar və nəqliyyat: Ammonyak, sızmaların qarşısını almaq üçün xüsusi konteynerlərdən və boru kəmərlərindən istifadə edərək aşağı temperatur və yüksək təzyiqlərdə saxlanılmalıdır.
2. Əməliyyat təhlükəsizliyi: Yarımkeçirici istehsal xətlərində operatorlar, müjdələr, əlcəklər və qaz maskaları kimi qoruyucu vasitələr taxmaq, ammonyonun insan orqanizminə məruz qalmasının qarşısını almaq lazımdır.
3. Tullantı qazı müalicəsi: Ammonyakın istifadəsi zərərli tullantı qazları istehsal edə bilər, buna görə emissiyaların ətraf standartlarına cavab vermələrini təmin etmək üçün sərfəli tullantı qazı müalicə sistemləri olmalıdır.

Yarımkeçirici istehsal prosesləri irəliləməyə davam etdikcə və daha yüksək cihaz performansının tələbi artdıqca, ammonyanın sənayenəki rolu artmağa davam edəcəkdir. Bu, xüsusilə yüksək dəqiqlikli nano miqyaslı inteqrasiya edilmiş sxemlərdə, kvant hesablama fişləri və qabaqcıl qablaşdırma texnologiyaları. Bundan əlavə, ekoloji qaydalar sərtləşdikcə, Ammonyak üçün yaşıl istehsal və təkrar emal texnologiyalarının inkişafı sənayenin gələcəyində kritik amilə çevriləcəkdir.

Yarımkeçirici sənayesindəki Ammonyakın tətbiqləri müasir elektronikanın inkişafı üçün möhkəm bir təməl təqdim edir. İstehsal səmərəliliyinin yaxşılaşdırılmasında, istehsal xərclərinin azaldılması və sürücülük texnoloji yeniliyinin azaldılması rolu əvəzolunmazdır. Texnologiyanın irəliləyişləri olaraq, Ammonyanın tətbiqi genişlənməyə davam edəcək, yarımkeçirici sənayesinin daha çox səmərəli və ekoloji davamlılığına doğru inkişaf etməsinə kömək edir.

Ammiak, əsas kimyəvi reagent olaraq, yarımkeçirici istehsalda əsas rol oynayır. Nitrid filmlərinin, dopinq və təmizlənmə proseslərinin çökməsi üçün çox vacibdir. Yarımkeçirici texnologiyanın davamlı tərəqqisi, Ammonyakın tətbiqləri böyümək üçün texnoloji irəliləyişlərə əhəmiyyətli töhfələr və yarımkeçirici sənayesinə daha səmərəli və ekoloji cəhətdən təmiz istiqamətdə inkişaf etməsinə kömək edir.