Паўправадніковая прамысловасць, як ядро ​​сучаснага тэхналагічнага развіцця, уключае ў сябе мноства высокадакладных і высокачыстых газаў у працэсе вытворчасці. Спецыяльныя газы для паўправаднікоў адносяцца да газаў, якія гуляюць ключавую ролю ў вытворчасці паўправадніковых матэрыялаў, вытворчасці мікрасхем, нанясенні тонкіх плёнак, тручэнні і іншых працэсах. Гэтыя газы павінны адпавядаць строгім патрабаванням да чысціні, стабільнасці і дакладнага кантролю над рэакцыйнымі працэсамі. У гэтым артыкуле будуць прадстаўлены некалькі распаўсюджаных спецыяльных газаў, якія выкарыстоўваюцца ў паўправадніках, і абмеркавана іх роля ў працэсе вытворчасці паўправаднікоў.

1. Вадарод (H₂)

Вадарод шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці паўправаднікоў, асабліва ў рэакцыях хімічнага асаджэння з паравай фазы (CVD) і аднаўлення. У CVD вадарод часта змешваюць з іншымі газамі для вырошчвання тонкіх плёнак, такіх як крамянёвыя. Вадарод таксама дзейнічае як аднаўляльнік у працэсах адкладання металаў і выдалення аксідаў. Акрамя таго, вадарод выкарыстоўваецца для ачысткі і апрацоўкі паўправадніковых пласцін для эфектыўнага выдалення паверхневых забруджванняў і паляпшэння якасці чыпаў.

2. Азот (N₂)

Азот, інэртны газ, у асноўным выкарыстоўваецца для забеспячэння бескіслароднага асяроддзя ў вытворчасці паўправаднікоў. Ён звычайна выкарыстоўваецца ў ачыстцы абсталявання, працэсах астуджэння і ў якасці разбаўляльніка ў рэакцыйнай атмасферы. У працэсах асаджэння з пара і тручэння азот часта змешваюць з іншымі газамі для стабілізацыі ўмоў рэакцыі і кантролю хуткасці рэакцыі. Азот таксама выкарыстоўваецца для падаўлення акіслення, абараняючы адчувальныя матэрыялы ад пашкоджання акісленнем.

3. Кісларод (O₂)

Кісларод гуляе вырашальную ролю ў паўправадніковай прамысловасці, асабліва ў працэсах акіслення. У фарміраванні пласта дыяксіду крэмнію на паверхні крэмніевых пласцін неабходны кісларод. Пры ўвядзенні кіслароду на паверхні крэмнію ўтвараецца аднастайны пласт аксіду, які мае жыццёва важнае значэнне для электрычных характарыстык і стабільнасці прылады. Кісларод таксама выкарыстоўваецца ў працэсах ачысткі і тручэння, уступаючы ў рэакцыю з іншымі хімічнымі газамі з адукацыяй аксідаў або выдаленнем некаторых металічных плёнак.

4. Тэтрафтарыд вугляроду (CF₄)

Чатырохфтарыд вугляроду шырока выкарыстоўваецца ў працэсах тручэння. Пры тручэнні паўправаднікоў CF₄ змешваюць з іншымі газамі для эфектыўнага выдалення тонкіх плёнак крэмнію, нітрыду крэмнію, металу і іншых матэрыялаў. Калі CF₄ злучаецца з фторам, ён утварае фтарыды, якія валодаюць моцнай рэакцыйнай здольнасцю і могуць эфектыўна пратручваць мэтавы матэрыял. Гэты газ мае вырашальнае значэнне для высокадакладнага тручэння ўзораў у вытворчасці інтэгральных схем.

5. Хлоры вадарод (HCl)

Газападобны хларыд вадароду ў асноўным выкарыстоўваецца як газ для тручэння, асабліва пры тручэнні металічных матэрыялаў. Ён уступае ў рэакцыю з металічнымі плёнкамі з адукацыяй хларыдаў, што дазваляе выдаліць металічныя пласты. Гэты працэс шырока выкарыстоўваецца для нанясення ўзораў на тонкія металічныя плёнкі, забяспечваючы дакладнасць структуры чыпаў.

6. Трыфтарыд азоту (NF₃)

Трыфтарыд азоту ў асноўным выкарыстоўваецца для ачысткі рэшткаў адкладаў у абсталяванні для плазменнага тручэння. У працэсах плазменнага тручэння NF₃ уступае ў рэакцыю з асаджанымі матэрыяламі (напрыклад, фтарыдамі крэмнію), утвараючы фтарыды, якія лёгка выдаляюцца. Гэты газ вельмі эфектыўны ў працэсе ачысткі, дапамагае падтрымліваць чысціню абсталявання для тручэння і павышае дакладнасць і эфектыўнасць вытворчых працэсаў.

7. Сілан (SiH₄)

Сілан з'яўляецца звычайна выкарыстоўваным газам пры хімічным нанясенні з паравай фазы (CVD), у прыватнасці, для нанясення крэмніевых тонкіх плёнак. Сілан раскладаецца пры высокіх тэмпературах з адукацыяй крэмніевых плёнак на паверхні падкладкі, што мае вырашальнае значэнне ў вытворчасці паўправаднікоў. Рэгулюючы паток сілану і ўмовы рэакцыі, можна дакладна кантраляваць хуткасць нанясення і якасць плёнкі.

8. Трыфтарыд бору (BF₃)

Трыфтарыд бору з'яўляецца важным легіруючым газам, які звычайна выкарыстоўваецца ў працэсе легіравання борам у вытворчасці паўправаднікоў. Ён выкарыстоўваецца для рэгулявання электрычных уласцівасцей крышталя шляхам рэакцыі з крэмніевай падкладкай для фарміравання жаданага легіруючага пласта. Працэс легіравання борам мае важнае значэнне для стварэння паўправадніковых матэрыялаў P-тыпу, і газ BF₃ адыгрывае вырашальную ролю ў гэтым працэсе.

9. Гексафтарыд серы (SF₆)

Гексафтарыд серы у асноўным выкарыстоўваецца ў працэсах тручэння паўправаднікоў, асабліва ў высокадакладным тручэнні. Дзякуючы высокім электраізаляцыйным уласцівасцям і хімічнай устойлівасці, SF₆ можа спалучацца з іншымі газамі для дакладнага выдалення плёнак матэрыялу і забеспячэння дакладных узораў. Ён таксама шырока выкарыстоўваецца ў іённым тручэнні, эфектыўна выдаляючы непажаданыя металічныя плёнкі.

Заключэнне

Спецыяльныя газы для паўправаднікоў гуляюць незаменную ролю ў вытворчасці інтэгральных схем. Па меры развіцця тэхналогій расце попыт на больш высокую чысціню і прадукцыйнасць гэтых газаў, што прымушае пастаўшчыкоў пастаянна аптымізаваць якасць і тыпы газаў. У будучыні паўправадніковая прамысловасць будзе працягваць разлічваць на гэтыя спецыяльныя газы для падтрымкі вытворчасці чыпаў наступнага пакалення і тэхналагічных інавацый. Такім чынам, разуменне і прымяненне спецыяльных паўправадніковых газаў будзе мець вырашальнае значэнне для бесперапыннага развіцця паўправадніковай прамысловасці.