সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে কী গ্যাস ব্যবহার করা হয়
সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন বিভিন্ন ধরণের গ্যাসের উপর নির্ভর করে, যা তিনটি প্রধান প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: বাল্ক গ্যাস, বিশেষ গ্যাস, এবং এচিং গ্যাস। দূষণ প্রতিরোধ করার জন্য এই গ্যাসগুলি অবশ্যই অত্যন্ত উচ্চ বিশুদ্ধতাসম্পন্ন হতে হবে, যা সূক্ষ্ম এবং জটিল বানোয়াট প্রক্রিয়াকে নষ্ট করতে পারে।
বাল্ক গ্যাস
নাইট্রোজেন (N₂):
ভূমিকা: N₂ প্রক্রিয়া চেম্বার পরিষ্কার করা এবং সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনের বিভিন্ন পর্যায়ে একটি নিষ্ক্রিয় পরিবেশ প্রদান সহ একাধিক উদ্দেশ্যে কাজ করে।
অতিরিক্ত নোট: নাইট্রোজেন প্রায়ই অক্সিডেশন কমাতে সিলিকন ওয়েফারের পরিবহন এবং সঞ্চয়স্থানে নিযুক্ত করা হয়। এর জড় প্রকৃতি নিশ্চিত করে যে এটি অন্যান্য উপকরণের সাথে প্রতিক্রিয়া করে না, এটি পরিষ্কার প্রক্রিয়াকরণ পরিবেশ বজায় রাখার জন্য আদর্শ করে তোলে।
আর্গন (আর):
ভূমিকা: প্লাজমা প্রক্রিয়ায় জড়িত থাকার পাশাপাশি, আর্গন প্রক্রিয়াগুলিতে সহায়ক ভূমিকা পালন করে যেখানে নিয়ন্ত্রিত গ্যাস রচনাগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
অতিরিক্ত দ্রষ্টব্য: যেহেতু এটি বেশিরভাগ উপকরণের সাথে প্রতিক্রিয়া করে না, তাই আর্গনও স্পুটারিং এর জন্য ব্যবহৃত হয়, যা ধাতু বা ডাইইলেক্ট্রিক ফিল্ম জমা করতে সাহায্য করে যেখানে পৃষ্ঠগুলি অবশ্যই দূষণ ছাড়াই বজায় রাখতে হবে।
হিলিয়াম (তিনি):
ভূমিকা: হিলিয়ামের তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলি প্রতিক্রিয়াশীল প্রক্রিয়াগুলির সময় তাপমাত্রার সামঞ্জস্য বজায় রাখতে এবং ঠান্ডা করার জন্য এটিকে অমূল্য করে তোলে।
অতিরিক্ত নোট: এটির অ-প্রতিক্রিয়াশীল প্রকৃতি এবং দূষণ থেকে মুক্ত অপটিক্যাল পথ বজায় রাখার ক্ষমতার কারণে এটি প্রায়শই উচ্চ-শক্তি লেজার সিস্টেমে লিথোগ্রাফির জন্য ব্যবহৃত হয়।
হাইড্রোজেন (H₂):
ভূমিকা: অ্যানিলিংয়ে এর প্রয়োগের বাইরে, হাইড্রোজেন ওয়েফারের পৃষ্ঠ পরিষ্কার করতেও সহায়তা করে এবং এপিটাক্সির সময় রাসায়নিক বিক্রিয়ায় জড়িত হতে পারে।
অতিরিক্ত দ্রষ্টব্য: পাতলা ফিল্ম জমাতে হাইড্রোজেনের ব্যবহার অর্ধপরিবাহী পদার্থে ক্যারিয়ারের ঘনত্বের উপর বৃহত্তর নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়, তাদের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করে।
বিশেষায়িত গ্যাস এবং ডোপ্যান্টস
সিলেন (SiH₄):
ভূমিকা: সিলিকন জমার জন্য একটি অগ্রদূত হওয়া ছাড়াও, সিলেনকে একটি প্যাসিভেটিং ফিল্মে পলিমারাইজ করা যেতে পারে যা বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে।
অতিরিক্ত দ্রষ্টব্য: এর প্রতিক্রিয়াশীলতার জন্য সুরক্ষা উদ্বেগের কারণে সাবধানে পরিচালনার প্রয়োজন, বিশেষত যখন বায়ু বা অক্সিজেনের সাথে মিশ্রিত হয়।
অ্যামোনিয়া (NH₃):
ভূমিকা: নাইট্রাইড ফিল্ম উত্পাদন ছাড়াও, অ্যামোনিয়া প্যাসিভেশন স্তর তৈরিতে গুরুত্বপূর্ণ যা সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির নির্ভরযোগ্যতা বাড়ায়।
অতিরিক্ত নোট: এটি এমন প্রক্রিয়াগুলিতে জড়িত হতে পারে যেগুলির জন্য সিলিকনে নাইট্রোজেন অন্তর্ভুক্তির প্রয়োজন, বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করা।
ফসফাইন (PH₃), আরসাইন (AsH₃), এবং ডিবোরেন (B₂H₆):
ভূমিকা: এই গ্যাসগুলি শুধুমাত্র ডোপিংয়ের জন্য অপরিহার্য নয় বরং উন্নত সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলিতে পছন্দসই বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জনের জন্যও গুরুত্বপূর্ণ।
অতিরিক্ত দ্রষ্টব্য: তাদের বিষাক্ততা বিপদগুলি প্রশমিত করার জন্য বানোয়াট পরিবেশে কঠোর নিরাপত্তা প্রোটোকল এবং মনিটর সিস্টেমের প্রয়োজন।
এচিং এবং ক্লিনিং গ্যাস
ফ্লুরোকার্বন (CF₄, SF₆):
ভূমিকা: এই গ্যাসগুলি শুষ্ক এচিং প্রক্রিয়ায় নিযুক্ত করা হয়, যা ভেজা এচিং পদ্ধতির তুলনায় উচ্চ নির্ভুলতা প্রদান করে।
অতিরিক্ত দ্রষ্টব্য: CF₄ এবং SF₆ সিলিকন-ভিত্তিক উপাদানগুলিকে দক্ষতার সাথে খোদাই করার ক্ষমতার কারণে তাৎপর্যপূর্ণ, যা আধুনিক মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্সে সূক্ষ্ম প্যাটার্ন রেজোলিউশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
ক্লোরিন (Cl₂) এবং হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড (HF):
ভূমিকা: ক্লোরিন আক্রমণাত্মক এচিং ক্ষমতা প্রদান করে, বিশেষ করে ধাতুগুলির জন্য, যখন এইচএফ সিলিকন ডাই অক্সাইড অপসারণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
অতিরিক্ত নোট: এই গ্যাসগুলির সংমিশ্রণ বিভিন্ন বানোয়াট পর্যায়ে কার্যকর স্তর অপসারণের অনুমতি দেয়, পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের ধাপগুলির জন্য পরিষ্কার পৃষ্ঠগুলি নিশ্চিত করে।
নাইট্রোজেন ট্রাইফ্লুরাইড (NF₃):
ভূমিকা: NF₃ CVD সিস্টেমে পরিবেশগত পরিচ্ছন্নতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ, সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা বজায় রাখতে দূষকদের সাথে প্রতিক্রিয়া জানায়।
অতিরিক্ত দ্রষ্টব্য: এর গ্রিনহাউস গ্যাসের সম্ভাব্যতা নিয়ে উদ্বেগ থাকা সত্ত্বেও, পরিষ্কার করার ক্ষেত্রে NF₃ এর দক্ষতা অনেক কারখানায় এটিকে পছন্দের পছন্দ করে তোলে, যদিও এর ব্যবহারে সতর্ক পরিবেশগত বিবেচনা প্রয়োজন।
অক্সিজেন (O₂):
ভূমিকা: অক্সিজেন দ্বারা সহজতর জারণ প্রক্রিয়াগুলি অর্ধপরিবাহী কাঠামোতে অপরিহার্য অন্তরক স্তর তৈরি করতে পারে।
অতিরিক্ত নোট: SiO₂ স্তর গঠনে সিলিকনের অক্সিডেশন বাড়ানোর ক্ষেত্রে অক্সিজেনের ভূমিকা সার্কিট উপাদানগুলির বিচ্ছিন্নতা এবং সুরক্ষার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে উদীয়মান গ্যাস
উপরে তালিকাভুক্ত ঐতিহ্যবাহী গ্যাসগুলি ছাড়াও, অন্যান্য গ্যাসগুলি সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রক্রিয়ায় মনোযোগ আকর্ষণ করছে, যার মধ্যে রয়েছে:
কার্বন ডাই অক্সাইড (CO₂): কিছু পরিষ্কার এবং এচিং অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে যারা উন্নত উপকরণ জড়িত।
সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO₂): যদিও স্ট্যান্ডার্ড অবস্থার অধীনে গ্যাস নয়, সিলিকন ডাই অক্সাইডের বাষ্পীভূত রূপগুলি নির্দিষ্ট জমা প্রক্রিয়ায় ব্যবহার করা হয়।
পরিবেশগত বিবেচনা
সেমিকন্ডাক্টর শিল্প ক্রমবর্ধমানভাবে বিভিন্ন গ্যাস, বিশেষ করে যেগুলি শক্তিশালী গ্রিনহাউস গ্যাসগুলির ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত পরিবেশগত প্রভাব হ্রাস করার দিকে মনোনিবেশ করছে। এটি উন্নত গ্যাস ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থার বিকাশ এবং বিকল্প গ্যাসের অনুসন্ধানের দিকে পরিচালিত করেছে যা নিম্ন পরিবেশগত পদচিহ্নের সাথে অনুরূপ সুবিধা প্রদান করতে পারে।
উপসংহার
সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে ব্যবহৃত গ্যাসগুলি ফ্যাব্রিকেশন প্রক্রিয়াগুলির নির্ভুলতা এবং দক্ষতা নিশ্চিত করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে সাথে, সেমিকন্ডাক্টর শিল্প গ্যাসের বিশুদ্ধতা এবং ব্যবস্থাপনার উন্নতির জন্য ক্রমাগত চেষ্টা করে, পাশাপাশি তাদের ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত নিরাপত্তা এবং পরিবেশগত উদ্বেগগুলিকেও সমাধান করে।
