Вытворчасць паўправаднікоў абапіраецца на шырокі спектр газаў, якія можна падзяліць на тры асноўныя тыпы: масавыя газы, спецыяльныя газы, і травільныя газы. Гэтыя газы павінны быць надзвычай высокай чысціні, каб прадухіліць забруджванне, якое можа сапсаваць далікатны і складаны працэс вытворчасці.

Масавыя газы

Азот (N₂):

Роля: N₂ служыць для розных мэтаў, у тым ліку для ачысткі тэхналагічных камер і забеспячэння інэртнай атмасферы на розных этапах вытворчасці паўправаднікоў.
Дадатковыя заўвагі: Азот часта выкарыстоўваецца пры транспарціроўцы і захоўванні крамянёвых пласцін, каб звесці да мінімуму акісленне. Яго інэртная прырода гарантуе, што ён не ўступае ў рэакцыю з іншымі матэрыяламі, што робіць яго ідэальным для падтрымання чыстага асяроддзя апрацоўкі.

Аргон (Ar):
Роля: у дадатак да ўдзелу ў плазменных працэсах, аргон з'яўляецца важным у працэсах, дзе кантраляваны склад газу мае вырашальнае значэнне.
Дадатковыя заўвагі: таму што аргон не ўступае ў рэакцыю з большасцю матэрыялаў, ён таксама выкарыстоўваецца для распылення, што дапамагае ў нанясенні металічных або дыэлектрычных плёнак, дзе паверхні павінны быць незабруджанымі.

Гелій (He):
Роля: Цеплавыя ўласцівасці гелія робяць яго неацэнным для астуджэння і падтрымання пастаяннай тэмпературы падчас рэакцыйных працэсаў.
Дадатковыя заўвагі: ён часта выкарыстоўваецца ў высокаэнергетычных лазерных сістэмах для літаграфіі дзякуючы сваёй нерэакцыйнай прыродзе і здольнасці падтрымліваць аптычны шлях без забруджванняў.

Вадарод (H₂):
Роля: акрамя прымянення пры адпале, вадарод таксама дапамагае ачышчаць паверхню пласцін і можа ўдзельнічаць у хімічных рэакцыях падчас эпітаксіі.
Дадатковыя заўвагі: выкарыстанне вадароду пры нанясенні тонкіх плёнак дазваляе больш кантраляваць канцэнтрацыю носьбітаў у паўправадніковых матэрыялах, значна змяняючы іх электрычныя ўласцівасці.

Спецыяльныя газы і дабаўкі

Сілан (SiH₄):
Роля: акрамя таго, што сілан з'яўляецца папярэднікам для нанясення крэмнію, сілан можа палімерызавацца ў пасівуючую плёнку, якая паляпшае электронныя характарыстыкі.
Дадатковыя заўвагі: Яго рэакцыйная здольнасць патрабуе асцярожнага абыходжання з меркаванняў бяспекі, асабліва пры змешванні з паветрам або кіслародам.

Аміяк (NH₃):
Роля: у дадатак да вытворчасці нітрыдных плёнак, аміяк важны для вытворчасці пасівацыйных слаёў, якія павышаюць надзейнасць паўправадніковых прыбораў.
Дадатковыя заўвагі: ён можа ўдзельнічаць у працэсах, якія патрабуюць уключэння азоту ў крэмній, паляпшаючы электронныя ўласцівасці.

Фосфін (PH₃), арсін (AsH₃) і дыбаран (B₂H₆):
Роля: Гэтыя газы важныя не толькі для допінгу, але таксама важныя для дасягнення жаданых электрычных уласцівасцей у сучасных паўправадніковых прыладах.
Дадатковыя заўвагі: Іх таксічнасць патрабуе захавання строгіх пратаколаў бяспекі і сістэм маніторынгу ў асяроддзі вытворчасці, каб знізіць небяспеку.

Газы для тручэння і ачысткі

Фторвугляроды (CF₄, SF₆):
Роля: гэтыя газы выкарыстоўваюцца ў працэсах сухога тручэння, якія забяспечваюць высокую дакладнасць у параўнанні з метадамі мокрага тручэння.
Дадатковыя заўвагі: CF₄ і SF₆ важныя з-за іх здольнасці эфектыўна труціць крэмніевыя матэрыялы, дазваляючы дасягаць дакладнага раздзялення ўзораў, што мае важнае значэнне ў сучаснай мікраэлектроніцы.

Хлор (Cl₂) і фтарыд вадароду (HF):
Роля: хлор забяспечвае агрэсіўныя магчымасці тручэння, асабліва для металаў, у той час як HF мае вырашальнае значэнне для выдалення дыяксіду крэмнію.
Дадатковыя заўвагі: спалучэнне гэтых газаў дазваляе эфектыўна здымаць пласт на розных этапах вырабу, забяспечваючы чыстыя паверхні для наступных этапаў апрацоўкі.

Трыфтарыд азоту (NF₃):
Роля: NF₃ мае ключавое значэнне для ачысткі навакольнага асяроддзя ў сістэмах CVD, рэагуючы забруджваннямі для падтрымання аптымальнай прадукцыйнасці.
Дадатковыя заўвагі: Нягледзячы на ​​асцярогі з нагоды патэнцыялу выдзялення парніковых газаў, эфектыўнасць ачысткі NF₃ робіць яго пераважным выбарам на многіх заводах, хаця яго выкарыстанне патрабуе ўважлівага ўліку навакольнага асяроддзя.

Кісларод (O₂):
Роля: працэсы акіслення, якія спрыяюць кіслароду, могуць ствараць важныя ізаляцыйныя пласты ў паўправадніковых структурах.
Дадатковыя заўвагі: Роля кіслароду ва ўзмацненні акіслення крэмнія з адукацыяй слаёў SiO₂ мае вырашальнае значэнне для ізаляцыі і абароны кампанентаў схемы.

Новыя газы ў вытворчасці паўправаднікоў

У дадатак да традыцыйных газаў, пералічаных вышэй, іншыя газы прыцягваюць увагу ў працэсе вытворчасці паўправаднікоў, у тым ліку:

Вуглякіслы газ (CO₂): Выкарыстоўваецца ў некаторых праграмах ачысткі і тручэння, асабліва тых, якія ўключаюць сучасныя матэрыялы.

Дыяксід крэмнія (SiO₂): Нягледзячы на ​​​​тое, што ў стандартных умовах дыяксід крэмнія не з'яўляецца газам, у пэўных працэсах нанясення выкарыстоўваюцца выпараныя формы дыяксіду крэмнія.

Экалагічныя меркаванні

Паўправадніковая прамысловасць усё больш засяроджваецца на зніжэнні ўздзеяння на навакольнае асяроддзе, звязанага з выкарыстаннем розных газаў, асабліва тых, якія з'яўляюцца моцнымі парніковымі газамі. Гэта прывяло да распрацоўкі ўдасканаленых сістэм кіравання газам і пошуку альтэрнатыўных газаў, якія могуць забяспечыць падобныя перавагі з меншым уздзеяннем на навакольнае асяроддзе.

Заключэнне

Газы, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці паўправаднікоў, гуляюць важную ролю ў забеспячэнні дакладнасці і эфектыўнасці працэсаў вырабу. Па меры развіцця тэхналогій паўправадніковая прамысловасць пастаянна імкнецца да паляпшэння чысціні газу і кіравання ім, адначасова вырашаючы праблемы бяспекі і аховы навакольнага асяроддзя, звязаныя з іх выкарыстаннем.