Müasir texnologiya dünyasında, yarımkeçiricili padşahdır. Bu kiçik, mürəkkəb çiplər hər şeyi smartfonlarımızdan maşınlarımıza və interneti idarə edən məlumat mərkəzlərindən tutur. Bəs bu fişlərin yaradılmasına nə səlahiyyət verir? Cavab, təəccüblüdür ki, budur qaz. Yalnız heç bir şey deyil qaz, amma yüksək saflıq qazları ağlasığmaz təmizlik. Sənaye qazlarında ixtisaslaşmış yeddi istehsal xətti olan bir fabrikin sahibi olan Allen, saflıq tələbinin necə süründüyünü əvvəlcədən gördüm. Bu məqalə, başında olan Mark Shen kimi iş liderləri üçündür qaz tədarük zənciri. Keyfiyyəti və qiymətini başa düşürsən, amma həqiqətən bu bazarda rəhbərlik etmək lazımdır, başa düşməlisiniz niyə. Kompleks dünyasını deməyimiz yarımkeçirici istehsalı, sadə terminlərdə izah etmək, niyə tək bir küçə hissəcik bir qaz axın bir fabrik milyonlarla maya bilər. Bu dildə danışmaq üçün bələdçinizdir yarımkeçirmə sənayesi və əvəzolunmaz tərəfdaş olmaq.

Yarımkeçirici çip etməkdə qaz hansı rol oynayır?

Onun nüvəsində, yarımkeçirici istehsalı İncə bir diskdə mikroskopik, çox qatlı elektrik sxemlərinin qurulması prosesidir silikon, A kimi tanınır kövrək. Xiyabaz portu olan bir poçt möhürünün ölçüsü, milyardlarla otaq və koridorlarla bir göydələn qurmağa çalışın. Bu barədə danışdığımız miqyas budur. Buna nail olmaq üçün fiziki vasitələrdən istifadə edə bilməzsiniz. Bunun əvəzinə, hamısı istehsal prosesi Bir sıra dəqiq kimyəvi reaksiyalara güvənir və bu reaksiyalar üçün əsas nəqliyyat vasitəsidir qaz.

Qazlar bu dövrələri quran görünməz əllər kimi fəaliyyət göstərir. Bir neçə kritik iş görürlər. Bəziləri, kimi azot, mükəmməl təmiz və sabit bir mühit yaradın, istenmeyen reaksiyaların qarşısını alır. Proses qazları kimi tanınan digərləri həqiqi tikinti blokları və ya oyma vasitələridir. Məsələn, müəyyən bir Qaz növü bir mikroskopik bir mikroskopik qatını, digəri isə istifadə edilə bilər qaz dəqiq olaraq istifadə olunur etçu bir dövrə yolu meydana gətirmək üçün material. Hər addım, təmizləməkdən kövrək Son tranzistorların qurulması, konkret bir şey daxildir qaz və ya qazların qarışığı. Dəqiqliyi qaz axınının və kimyəvi tərkibi birbaşa müvəffəqiyyətini diktə edir çip istehsalı proses.

Niyə saflıq yarımkeçirici istehsalda bu qədər vacibdir?

Gündəlik həyatımızda bir az toz və ya havanın çirklənməsi böyük bir şey deyil. Ancaq içəridə yarımkeçiricili İstehsal zavodu və ya "fab", bu bir fəlakətdir. Komponentlər a üzərində qurulur silikon kövrək tez-tez nanometrlərdə ölçülür - bu bir metrin milyardları. Bunu perspektivdə qoymaq üçün tək bir insan tükü təxminən 75.000 nanometrdir. Kiçik bir toz hissəcik Dünyanın nəhəng bir dəstəsi də görə bilməzsən yarımkeçiricili uydurma.

Buna görə saflıq qazların ən vacib xüsusiyyətidir Yarımkeçiricidə istifadə olunur İstehsal. İstenmeyen molekul - bu, kiçik bir metal olan bir su molekulu olsun hissəcik, ya da fərqli qaz molekule-hesab olunur murdarlıq. Bu çirklənmə zərifliyi tamamilə poza bilər kimyəvi reaksiya üzərində baş verir kövrəksəthi. Tək murdarlıq bir dövrə formalaşmadan, qısa bir dövrə səbəb ola bilər və ya dəyişdirə bilər Yarımkeçiricinin elektrik xüsusiyyətləri Material. Çünki tək kövrək yüzlərlə və ya minlərlə fərdi çipi ehtiva edə bilər, bir kiçik səhv, kütləvi maliyyə itkisinə səbəb ola bilər. Bütün proses tələb edir ən yüksək səviyyədədir ümumiyyətlə işləmək.

Qazlarda çirklər yarımkeçirici istehsalını necə pozur?

Nə vaxt murdarlıq bir prosesdə mövcuddur qaz, "qatil" səbəb ola bilər qüsurlu. "Bu, sadəcə kiçik bir qüsur deyil; bu qüsurlu bu hissənin bu hissəsində bütün mikroçını göstərir kövrək faydasız. Bunun necə baş verməsinə baxaq. Ərzində depozit nazik filmlərin təbəqə ilə təbəqə tikildiyi faza, istenmeyen hissəcik səthə enə bilər. Növbəti təbəqə üstünə qoyulduqda, mikroskopik bir qabar və ya boşluq yaradır. Bu qüsur elektrik bağlantısını poza bilər və ya transistorun inşa edildiyini effektiv şəkildə məhv edən bir şəkildə yarada bilər.

Bunun nəticələri fabrın alt xəttinə dağıdıcıdır. Bir müvəffəqiyyət üçün əsas metrik yarımkeçiricili FAB, "məhsuldar" - təkdən istehsal olunan işləyən çiplərin faizi kövrək. Hətta kiçik bir damla vermək, 95% -dən 90% -ə qədər, milyonlarla dollar itirilmiş gəlirləri təmsil edə bilər. Qaz çirkləri azaldılmanın birbaşa səbəbidir vermək. Buna görə Yarımkeçirici istehsalçıları ilə maraqlanır qazıma. Buna əmin olmaq lazımdır qaz çox milyard dollar alətlərinə girmək hər hansı birindən tamamilə pulsuzdur çirkləndirici bu nəql edilə bilər Yarımkeçirici istehsal prosesi. Səhv üçün sıfır otaq olduğu mikroskopik dəqiqlik bir oyundur.

Yarımkeçirici istehsalda istifadə olunan əsas qazlar nələrdir?

İstifadə olunan qazların çeşidi yarımkeçirmə sənayesi genişdir, lakin ümumiyyətlə iki kateqoriyaya düşürlər: toplu qazlar və ixtisas qazları.

• Toplu qazlar: Bunlar çox miqdarda istifadə olunur və istehsal mühitinin əsasını təşkil edir.

  • Azot (N₂): Bu işçidir. Ultra yüksək saflıq Azot uydurma vasitələrin içərisində bir inert "atmosfer" yaratmaq üçün istifadə olunur. Bu, oksigen, nəm və digər hissəcikləri təmizləyir, istenmeyen oksidləşmənin qarşısını alır və ya çirklənmə tərəfindən kövrək.
  • Hidrogen (H₂): Tez-tez digər qazlarla birlikdə istifadə olunur, hidrogen müəyyən üçün çox vacibdir depozit Proseslər və tranzistor quruluşları qurmaq üçün lazım olan yüksək xüsusi kimyəvi mühit yaratmaq üçün.
  • Argon (ar): Bir inert kimi qaz, Argon, bir hədəf materialı bombalamaq üçün istifadə edildiyi bir prosesdə istifadə olunur, hara bir atomları döymək, sonra depozit qoyur kövrək. Yaratmaq üçün də istifadə olunur plazma çoxbilən etçu proseslər.

• İxtisas qazları: Bunlar mürəkkəb, tez-tez təhlükəli və xüsusi proses addımları üçün istifadə olunan yüksək mühəndis qazlardır. Onlar "aktiv" maddələrdir.

  • Etchants: Xlor (CL₂) və Hydrogen Bromide (HBR) kimi qazlar həssas və ya etçu təbəqələrə naxışlar kövrək.
  • DOPANTLƏR: Arsine (Ash₃) və fosfin (pH₃) kimi qazlar qəsdən müəyyən bir şəkildə təqdim etmək üçün istifadə olunur murdarlıq içinə silikon Transistorların idarə olunduğu elektrik xüsusiyyətlərini dəyişdirmək üçün.
  • Döşəmə qazları: Silane (SIH₄) mənbəyi kimi istifadə olunan klassik bir nümunədir silikon nazik filmləri depozit qoymaq.

Mark kimi bir satınalma məmuru üçün, bütün bu qazların fərqli olduğu üçün bir ümumi tələbi bölüşürlər: ekstremal saflıq.

Sadə baxımdan çökmə və aşınma izah edə bilərsinizmi?

Yarımkeçirici istehsalı Yüzlərlə addımı cəlb edir, lakin əksəriyyəti iki əsas prosesin variantlarıdır: depozit və etçu. Bunları sadə baxımdan başa düşmək rolunu başa düşmək üçün açardır qaz.

1. Çökmək: təbəqələrin qurulması
Düşünmək depozit molekullarla sprey-rəsm kimi. Məqsəd, bir materialın ultra incə, mükəmməl vahid bir təbəqəsi əlavə etməkdir silikon vafli.

• Proses: Bir proses qaz (Silan kimi) ilə qarışıqdır deşik (kimi azot və ya hidrogen). Bu qaz Qarışıq daha sonra ehtiva edən bir kameraya təqdim olunur kövrək. Bir kimyəvi reaksiya tez-tez istilik və ya a səbəb olur plazma, molekulların "çöküntü" olmasına səbəb olur qaz və möhkəm bir şəkildə meydana gəlir filmə üzərində kövrəksəthi.
• Niyə saflıq məsələləri: Çirkləndirici varsa hissəcik içində qaz Axın, bu, sprey boyasına girən tozun bir xüsusiyyəti kimidir. Yeni təbəqədə, bir struktur yaradan başlayacaq qüsurlu. İstenmeyen varsa qaz Molekul, bu, təbəqənin kimyəvi makiyaj və elektrik xüsusiyyətlərini dəyişdirərək səhv reaksiya verə bilər.

2. etching: Dövrləri oyatmaq
Bir təbəqə qurduqdan sonra ona daxil dövrə naxışını oymaq lazımdır. Etçu seçmə materialın çıxarılması prosesidir.

• Proses: Bu kövrək bir fotorezist adlı yüngül həssas bir material ilə örtülmüşdür. Bir nümunə ona (bir stencil kimi) proqnozlaşdırılır. Bundan sonra məruz qalan ərazilər sərtləşir. Bu kövrək sonra bir etchant ilə dolu bir kameraya yerləşdirilir qaz (flüor əsaslı birləşmə kimi). Bu qaz bir alır plazma dövlət, yüksək reaktiv etmək. Bu plazma bombalamaq kövrək, kimyəvi olaraq materialı yeyir təkcə Stencil tərəfindən qorunmayan ərazilərdə.
• Niyə saflıq məsələləri: Qazlarda çirklər Etching üçün istifadə edilən reaksiya dərəcəsini dəyişdirə bilər. Bu, dövrələrin çox geniş, çox dar və ya olmamasına səbəb ola bilər. Bir metal hissəcik murdarlıq hətta mane ola bilər etçu Dövriyyəni şanslandıran istenmeyen materialın "bir post" a "bir post" arxasında bir kiçik nöqtədə proses.

Ultra yüksək qaz saflığı necə ölçülür və qorunur?

İçində Qlobal Yarımkeçirici Sənaye, "faiz" kimi standart təmizlik ölçmələri faydasızdır. İlə məşğul oluruq çirklənmə anlamaq çətin olan bir miqyasda. Saflıq ölçülür Trilyon başına hissələri (ppt). Bu hər şey üçün deməkdir trilyon qaz Molekullar, yalnız bir və ya iki çirkli molekul ola bilər.

Bu səviyyəni əldə etmək və yoxlamaq qazıma, inkişaf etmiş bir sistem Qaz təmizlənməsi və təhlil tələb olunur.

Fabrikamızda biz yalnız istehsal etmirik qazAçıq Yaşayırıq və nəfəs alırıq Keyfiyyətə nəzarət. Bu qaz təchizatı Bir zəncir a yarımkeçiricili FAB istifadə nöqtəsində quraşdırılmış xüsusi təmizləyiciləri əhatə edir. Bundan əlavə, inkişaf etmiş qaz analizi alətlər üçün istifadə olunur Real vaxt rejimində monitorinq. Kimi texnikalar Atmosfer təzyiqi ionlaşma kütləsi spektrometriya (apims) edə bilər murdarlıq aşkarlanması TRILLON-a-trilyon səviyyəsinə qədər aşağı, təmin edir uhp qazı (Ultra yüksək saflıq) Proses alətinə girmək mükəmməldir.

Yüksək saflıq qazının tədarükçüsü nədir?

Göndərmə gecikmələri və saxta sertifikatlar olan, etibarlılığın ağrısını yaşayan bir satınalma başı üçün hər şeydir. Dünyasında Yüksək saflıq yarımkeçiricisi Qazlar, etibarlılıq üç sütun üzərində dayanır: istehsal ardıcıllığı, keyfiyyət zəmanəti və maddi-texniki ekspertiza.

1. İstehsal ardıcıllığı: Etibarlı bir təchizatçı möhkəm və lazımsız istehsal imkanları olmalıdır. Fabrikamızın yeddi istehsal xətti, məsələn, bacardığımızı təmin edin yüksək tələbatı ödəmək Və bir xəttdəki bir problem bütün çıxışımızı dayandırmadı. Bu, çox milyard dolları bağlaya biləcək tədarükçülərin kəsilməsi riskini minimuma endirir yarımkeçiricili fab.
2. YENİLƏNİB keyfiyyət təminatı: Verməyiniz üçün kifayət deyil yüksək saflıq qazı. Bunu sübut edə bilməlisiniz. Bu, ən müasir analitik avadanlıqlara investisiya qoymaq deməkdir murdarlıq aşkarlanması. Ayrıca, hər bir göndərmə ilə tanınan, izlənilən analiz sertifikatları (COA) təmin etmək deməkdir. Mübarizə sertifikatı saxtakarlığına inam və yoxlanıla bilən məlumatlara əsaslanan uzunmüddətli əlaqələrin qurulmasıdır.
3. Məntiqi ekspertiza: Almaq tıxanma qazı və ya Çindən ABŞ-a olan kriogen maye sadə deyil. Xüsusi konteynerlər, beynəlxalq nəqliyyat qaydaları haqqında bilik və gecikmələrin qarşısını almaq üçün diqqətli planlaşdırma tələb edir. Etibarlı bir təchizatçı bunun yalnız bir qutu göndərmədiyini başa düşür; Qlobalın kritik bir hissəsini idarə edir yarımkeçiricili tədarük zənciri.

Toplu qaz və ixtisas qazı arasındakı fərq nədir?

Arasındakı fərqi başa düşmək toplu qaz və ixtisas qazı üçün cəlb edən hər kəs üçün açardır yarımkeçirmə sənayesi. Hər ikisi də həddindən artıq tələb edir saflıq, onların miqyası, işlənməsi və tətbiqi çox fərqlidir.

Toplu qazlar, kimi Toplu yüksək saflıq ixtisas qazları, baxın azot kimi qazlar, oksigen, argon və hidrogen. Bunlar Fabın mühitinin təməlidir. "Toplu" termini istifadə olunan kütləvi miqdarlara aiddir. Bu qazlar tez-tez yerində və ya yaxınlıqda istehsal olunur və xüsusi boru kəmərləri vasitəsilə birbaşa FAB-in daxili paylama sisteminə çatdırılır. Burada əsas problemlər davam edir saflıq geniş paylama şəbəkələri üzərində və fasiləsiz, yüksək səviyyəli bir tədarükün təmin edilməsi.

İxtisas qazı (və ya elektron qaz) Təmizləmə kimi xüsusi bir proses üçün daha az miqdarda istifadə olunan tez-tez ekzotik, reaktiv və ya təhlükəli qazların geniş bir kateqoriyasına aiddir depozit. Nümunələrə Silane, Ammonyak, Bor Trichloride və Azot Trifluoride daxildir. Bunlar fərdi yüksək təzyiqli silindrlərdə çatdırılır. İlə çətinliklər ixtisas qazı qaz qarışıqları üçün mükəmməl qarışığı, mükəmməl qarışığı təmin etmək və güzəştə gedə biləcək silindrdə hər hansı bir kimyəvi reaksiyanın qarşısını almaq üçün həddindən artıq təhlükəsizlikdir Qaz keyfiyyəti.

Yüksək təmizlik yarımkeçirici qaz üçün tələb necə inkişaf edir?

Bu yarımkeçirmə sənayesi Heç vaxt dayanmır. Moore's Qanunu, bir çip üzərindəki tranzistorların sayının təxminən hər iki ildən ikiqat artırdığı müşahidə, fizikanın sərhədlərini itələməyə davam edir. Tranzistorlar büzülür, eksponent olaraq daha həssas olurlar çirklənmə. Bir hissəcik ölçüsü beş il əvvəl məqbul idi "qatil qüsurlu"Bu gün.

Kiçik və daha güclü fişlər üçün bu amansız sürücü daha da yüksək səviyyələrə tələbat deməkdir qazıma böyüyür. Parçalı bir milyardın başına-trilyonun minimum giriş tələbi olduğu bir milyardın qızıl standartı olduğu bir dünyadan hərəkət edirik Ətraflı Yarımkeçirici qovşaqlar. Bundan əlavə, 3D NAND və GATE-HOLT-TRANSİSTORLARI (GAA) tranzistorları kimi yeni materiallar və çip memarlığı, tamamilə yeni bir portfel tələb edir növbəti nəsil qaz Qarışıqlar və prekursorlar. Kimi qaz istehsalçıları, bizi davam etdirmək üçün yeni təmizlənmə texnologiyaları və analitik metodların inkişaf etdirilməsi, davamlı innovasiya yarışındayıq Qlobal Yarımkeçirici Sənaye.

Alıcı olaraq, hansı keyfiyyət sertifikatlarını axtarmalıyam?

Təchizatçılar dünyasına naviqasiya etmək, xüsusən texniki məhsullarla məşğul olduqda sərt ola bilər. Sertifikatlar bir təchizatçı imkanlarının və keyfiyyətə sadiqliyinin vacib, üçüncü tərəfi təsdiqlənməsi təmin edir. Mənbəz olduqda yüksək saflıq qazları üçün yarımkeçirmə sənayesi, Axtarış üçün bir neçə şey var:

• ISO 9001: Bu keyfiyyət idarəetmə sistemləri üçün əsas sertifikatdır. Bu, təchizatçıın istehsal, yoxlama və çatdırılma üçün yaxşı müəyyən edilmiş və təkrarlanan proseslərin olduğunu göstərir.
• ISO / IEC 17025: Bu kritikdir. Test və kalibrləmə laboratoriyalarının səriştəsi üçün standartdır. Bu sertifikatlaşdırma ilə təchizatçı, daxili laboratoriyasını - analiz sertifikatını yaradan, dəqiq və etibarlı olduğunu sübut etdi.
• Tracleable analiz: Həmişə hər bir silindr və ya toplu üçün analiz sertifikatı (COA) tələb edin. Bu sertifikat kritikin dəqiq səviyyəsini dəqiqləşdirməlidir Qazda çirklərkimi xüsusi analitik metodlarla ölçülür qaz xromatoqrafiyası və ya kütləvi spektrometriya.

Mark kimi həlledici bir lider olaraq, ən yaxşı vasitəniz sualları sınamaqdır. Yalnız soruşma "bu qaz Saf? "Soruşun" Saf olduğunu necə sübut edirsən? " Laboratoriyanızın sertifikatını mənə göstərin. Çox sayda ardıcıllığı təmin etmək üçün prosesinizi izah edin. "Həqiqətən mütəxəssis və etibarlı tərəfdaş bu sualları alqışlayacaq və inamlı, şəffaf cavablara sahib olacaqlar.

Açar Takeaways

• Qaz bir vasitədir: İçində Yarımkeçirici İstehsalat, qazlar yalnız material deyil; Onlar a üzərində mikroskopik dövrələri qurmaq və oymaq üçün istifadə olunan dəqiq alətlərdir silikon vafli.
• Saflıq hər şeydir: Miqyası çip istehsalı o qədər kiçikdir ki, tək istenmeyendir hissəcik və ya murdarlıq molekul bir çipi məhv edə bilər Ultra yüksək təmizlik razılaşdırılmayan bir tələb.
• Gəlir məqsəddir: Əsas təsir qazın çirklənməsi istehsalın azalmasıdır vermək, itirilmiş gəlirdə birbaşa milyonlarla dollara çevrilir Yarımkeçirici Fabs.
• İki əsas proses: Bir çip etməkdə ən çox addımlar da var depozit (bina təbəqələri) və ya etçu (Oyma nümunələri), hər ikisi tamamilə təmiz qazların dəqiq kimyəvi reaksiyalarından asılıdır.
• Etibarlılıq açardır: Etibarlı bir təchizatçı yarımkeçirici qaz Bazar, sertifikatlı laboratoriyalar və ekspert logistika idarəetmə vasitəsi ilə istehsal ardıcıllığı, yoxlanıla bilən keyfiyyət təminatı nümayiş etdirməlidir.
• Gələcək daha təmizdir: Yarımkeçiricilər daha inkişaf etmiş, daha yüksək səviyyələrə tələbat qazıma (Trilyonlu hissələrə qədər) yalnız böyüməyə davam edəcəkdir.