Ang modernong kalibutan nagdagan sa mga chips. Gikan sa smartphone sa imong bulsa hangtod sa mga sistema sa paggiya sa aerospace engineering, ang gamay Ang aparato sa semiconductor mao ang unsung hero sa digital age. Apan unsa ang bayani sa likod sa bayani? Kini ang dili makita, kanunay nga dali moalisngaw nga kalibutan sa mga espesyal nga gas. Sa partikular, kemikal nga fluorine adunay importante nga papel sa paghimo sa semiconductor proseso nga dili na mapulihan.

Kung nagdumala ka sa usa ka kadena sa suplay o nagtan-aw sa kalidad sa produkto sa a semiconductor foundry, nahibal-an nimo nga ang margin alang sa sayup mao ang zero. Ang usa ka spike sa kaumog o usa ka mikroskopikong partikulo mahimong makaguba sa usa ka multimillion-dollar nga produksiyon. Kini nga artikulo mosalom pag-ayo sa papel sa nga adunay fluorine gas—nganong gigamit nato kini, ang espesipikong chemistry nga naghimo niini nga epektibo, ug ang kritikal nga importansya sa kalig-on ug kaputli sa supply chain. Atong susihon kung giunsa kini Mga gas-kaputli nga gas gigamit sa magbalantay ug mga lakang sa pagdeposito, ug ngano nga ang pagkuha niini gikan sa kasaligan nga kauban mao ang labing hinungdanon nga desisyon nga mahimo nimo karong tuiga.

Ngano nga ang industriya sa semiconductor nagsalig kaayo sa mga gas nga adunay fluorine?

Aron masabtan ang Industriya sa semiconductor, kinahanglan nimong tan-awon ang periodic table. Ang silikon mao ang canvas, apan Fluorine mao ang brush. Ang TURAM SA SEMICONDUCTECT Ang proseso naglakip sa pagtukod og mga lut-od sa mga materyales ug dayon pilion nga tangtangon kini aron makahimo og mga sirkito. Kini nga proseso sa pagtangtang gitawag nga etching.

Fluorine mao ang labing electronegative nga elemento. Sa yano nga mga termino, kini hilabihan ka gutom sa mga electron. Sa dihang nagpaila mi fluorine nga gas o fluorinated compounds ngadto sa usa ka lawak sa plasma, ang mga atomo sa fluorine agresibong reaksiyon sa silicon ug silikon dioxide. Kini nga kemikal nga reaksyon nagbag-o sa solid nga silicon ngadto sa dali moalisngaw nga mga gas (sama sa silicon tetrafluoride) nga dali nga mabomba palayo. Kung wala kini nga kemikal nga reaksyon, dili kami makahimo sa mga mikroskopikong kanal ug mga lungag sa kontak nga gikinahanglan alang sa moderno Mga aparato sa elektroniko.

Sa taas nga gidaghanon sa paghimo, ang katulin ug katukma mao ang tanan. Mga gas nga adunay fluorine paghatag sa taas nga etch rates nga gikinahanglan aron mapadayon ang throughput, samtang nagtanyag usab sa pagpili sa pagputol sa usa ka materyal nga dili makadaot sa layer sa ilawom niini. Kini usa ka delikado nga pagbalanse nga buhat sa chemistry ug physics.

Unsay nakapahimo sa fluorine chemistry nga talagsaon kaayo alang sa high-precision etching?

Mahimong mangutana ka, nganong dili gamiton ang chlorine o bromine? Gibuhat namo, alang sa pipila ka mga lut-od. Apan, kemikal nga fluorine nagtanyag usa ka talagsaon nga bentaha kung nag-etching sa mga materyales nga nakabase sa silicon. Ang bugkos tali sa silicon ug fluorine hilabihan ka lig-on. Kanus-a nga adunay fluorine Ang plasma miigo sa wafer, ang reaksyon kay exothermic ug spontaneous.

Ang salamangka mahitabo sa plasma. Sa usa ka proseso sa semiconductor chamber, gigamit nato ang taas nga enerhiya sa usa ka stable nga gas sama sa Carbon Tetrafluoride (CF4) o Sulfur Hexafluoride (SF6). Kini nagbungkag sa gas, nagpagawas sa reaktibo Fluorine mga radical. Kini nga mga radical nag-atake sa nawong sa walfer.

"Ang katukma sa magbalantay naghubit sa performance sa chip. Kung ang imong kaputli sa gas mag-usab-usab, ang imong etch rate mag-usab-usab, ug ang imong ani maguba."

Kini modala ngadto sa konsepto sa anisotropic pagkulit—pagputol diretso sa ubos nga dili mokaon sa kilid. Pinaagi sa pagsagol Fluorine uban sa uban PROSESO SA GASES, ang mga inhenyero makakontrol sa profile sa trench sa hingpit. Kini nga kapabilidad hinungdanon samtang kita mobalhin ngadto sa mas gagmay nga mga node (7nm, 5nm, ug sa ubos), diin bisan ang usa ka nanometer sa deviation usa ka kapakyasan.

Giunsa ang mga gas sa paghimo sa semiconductor nga nagmaneho sa mga advanced nga proseso sa etch?

Mga proseso sa etch mao ang mga himan sa pagkulit sa fabs. Adunay duha ka nag-unang matang: basa nga etch (gamit ang mga likido nga kemikal sama sa hydrogen fluoride) ug uga nga etch (gamit ang plasma). Moderno Advanced Segiconductor Ang mga node halos nagsalig lamang sa dry plasma etching tungod kay kini mas tukma.

Sa usa ka tipikal plasma etching sunodsunod, a fluorinated nga gas gipaila. Atong tan-awon ang lainlain nga gigamit:

• Carbon Tetrafluoride (CF4): Ang workhorse alang sa oxide etching.
• Octafluorocyclobutane (C4F8): Gigamit sa pagdeposito sa usa ka polymer layer sa sidewalls sa trench, pagpanalipod kanila samtang ang ubos gikulit mas lawom.
• Sulfur Hexafluoride (SF6): Nailhan sa labi ka paspas nga mga rate sa pag-etching sa silicon.

Ang interaksyon tali sa plasma ug ang substrate komplikado. Naglangkob kini sa pisikal nga pagpamomba sa mga ion ug kemikal nga reaksyon sa mga radical. Ang kagamitan sa paghimo sa semiconductor kinahanglan nga hugot nga kontrolon ang dagan, presyur, ug pagsagol niini nga mga gas. Kung ang Espesyal nga Gas Naglangkob sa mga hugaw sama sa kaumog, mahimo’g maporma ang hydrofluoric acid sa sulod sa mga linya sa paghatod o sa chamber, hinungdan sa pagkaguba ug mga depekto sa partikulo.

Ngano nga ang Nitrogen Trifluoride ang hari sa mga aplikasyon sa paglimpyo sa chamber?

Samtang pagkulit ug paglimpyo mag-uban, ang paglimpyo sa mga kagamitan sa paggama sama ka hinungdanon sa pagproseso sa ostiya. Atol sa Ang deposisyon sa kemikal nga singaw (CVD), ang mga materyales sama sa silicon o tungsten gibutang sa wafer. Bisan pa, kini nga mga materyales nagtabon usab sa mga dingding sa kwarto. Kung kini nga salin motubo, kini maputol ug mahulog sa mga ostiya, hinungdan sa mga depekto.

Pagsulod Nitrogen Trifluoride (NF3).

Mga tuig na ang milabay, ang industriya gigamit fluorinated nga greenhouse gas sama sa C2F6 alang sa paglimpyo sa lawak. Bisan pa, ang NF3 nahimong sumbanan alang sa mga proseso sa pagpanglimpyo sa lawak tungod sa taas nga kahusayan niini. Kung gibuak sa usa ka hilit nga gigikanan sa plasma, ang NF3 nagpatunghag daghang kantidad mga atomo sa fluorine. Kini nga mga atomo nag-scrub sa mga bungbong sa lawak nga limpyo, nga naghimo sa solid residues ngadto sa gas nga gibomba pagawas.

Nitrogen trifluoride gipalabi tungod kay kini adunay mas taas nga utilization rate (mas daghan sa gas ang aktuwal nga gigamit) ug mas ubos nga emissions itandi sa mas tigulang mga ahente sa pagpanglimpyo. Alang sa usa ka tagdumala sa pasilidad, kini nagpasabut nga dili kaayo oras sa pag-undang alang sa pagpadayon ug labi ka paspas nga pag-abut.

Unsang mga fluorinated compound ang kinahanglanon alang sa paghimo sa taas nga volume?

Ang kadena sa suplay sa semiconductor nagsalig sa usa ka bukag sa piho mga gas nga adunay fluorine. Ang matag usa adunay usa ka piho nga "resipe" o aplikasyon. Sa Jiangsu Huazhong Gas, nakita namo ang usa ka dako nga panginahanglan alang sa mosunod:

Kini fluorinated compounds mao ang dugo sa kinabuhi sa taas nga gidaghanon sa paghimo. Kung walay usa ka makanunayon nga pag-agay niini mga gas sa semiconductor produksyon, ang mga linya mihunong. Ingon niana ka yano. Mao kini ang hinungdan nga ang mga manedyer sa pagpalit sama ni Eric Miller kanunay nga nag-monitor sa Pagsangkap sa Chain alang sa mga kasamok.

Ngano nga ang high-purity nga mga gas mao ang backbone sa semiconductor yield?

Dili nako ma-stress kini nga igo: Ang kaputli mao ang tanan.

Kung maghisgot kami Mga gas-kaputli nga gas, wala kami maghisgot bahin sa "grado sa industriya" nga gigamit alang sa welding. Naghisgot kami bahin sa 5N (99.999%) o 6N (99.9999%) kaputli.

Ngano man? Tungod kay a Ang aparato sa semiconductor adunay mga bahin nga gisukod sa nanometer. Ang usa ka molekula sa usa ka metal nga kahugawan o usa ka pagsubay sa gidaghanon sa kaumog (H2O) mahimong hinungdan sa usa ka mubo nga sirkito o makapugong sa usa ka layer gikan sa pagsunod.

• Umog: Nag-react sa Fluorine sa paghimo sa HF, nga makadaot sa sistema sa paghatod sa gas.
• Oxygen: Gi-oxidize ang silicon nga dili mapugngan.
• Bug-at nga Metal: Gub-a ang elektrikal nga mga kabtangan sa transistor.

Isip usa ka supplier, ang among trabaho mao ang pagsiguro nga ang taas nga kaputli Xenon o Electronic Grade Nitrous Oxide imong madawat nagtagbo higpit Mga Sumbanan sa Industriya. Gigamit namon ang advanced gas chromatography aron mahibal-an Pagsubay sa mga impurities ngadto sa parts per billion (ppb). Alang sa usa ka pumapalit, ang pagtan-aw sa Certificate of Analysis (COA) dili lang papeles; kini ang garantiya nga ilang TURAM SA SEMICONDUCTECT dili mag-atubang sa usa ka katalagman nga pag-crash sa ani.

Giunsa pagdumala sa industriya ang mga pagbuga sa greenhouse gas ug GWP?

Adunay usa ka elepante sa kwarto: ang palibot. Daghan fluorinated nga mga gas adunay taas nga Potensyal sa Global Warming (GWP). Pananglitan, Sulfur Hexafluoride (SF6) mao ang usa sa labing kusog nga greenhouse gas nahibal-an sa tawo, nga adunay GWP nga libo ka pilo nga mas taas kaysa CO2.

Ang industriya sa paghimo sa semiconductor naa sa ilawom sa grabe nga presyur aron makunhuran ang carbon footprint niini. Kini misangpot sa duha ka dagkong kausaban:

1. Pagpaubos: Mga Fabs nagbutang ug dagkong "burn boxes" o mga scrubber sa ilang mga tambutso. Kini nga mga sistema nagbungkag sa wala'y reaksyon Grenthouse Gas sa dili pa kini buhian ngadto sa atmospera.
2. Pagpuli: Ang mga tigdukiduki nangitag alternatibo magbalantay mga gas nga adunay ubos nga GWP. Bisan pa, ang pagpangita sa usa ka molekula nga naglihok sama sa C4F8 o SF6 nga wala’y epekto sa kalikopan lisud sa kemikal.

Nitrogen trifluoride usa ka lakang sa husto nga direksyon sa paglimpyo tungod kay mas dali kining maguba kaysa sa mga tigulang nga PFC, nga miresulta sa dili kaayo kinatibuk-an. pagbuga kung ang mga sistema sa abatement nagtrabaho sa husto. Pagkunhod Paggawas sa Grentouse Gas dili na lang usa ka PR nga lakang; kini usa ka kinahanglanon sa regulasyon sa EU ug US.

Ang kadena sa suplay sa semiconductor ba huyang sa mga kakulang sa espesyal nga gas?

Kung ang miaging pipila ka tuig nakatudlo kanamo bisan unsa, kini mao ang Pagsangkap sa Chain huyang. Mga tiggama sa semiconductor nag-atubang sa mga kakulangan sa tanan gikan sa neon hangtod mga fluoropolymer.

Ang suplay sa fluorine nga gas ug ang mga derivatives niini nagdepende sa pagmina sa fluorspar (calcium fluoride). Ang China mao ang nag-unang tinubdan sa kalibutan niining hilaw nga materyales. Kung ang mga tensiyon sa geopolitikal o pagtaas sa mga ruta sa logistik, ang pagkaanaa niini nga kritikal PROSESO SA GASES pag-us-os, ug pagtaas sa presyo.

Alang sa usa ka pumapalit sama ni Eric, ang kahadlok sa "Force Majeure" tinuod. Aron maminusan kini, ang mga savvy nga kompanya nag-diversify sa ilang mga supplier. Nangita silag mga kauban nga nanag-iya sa ilang kaugalingon iso-tank ug nakatukod ug logistics networks. Kasaligan sa logismo sama ka importante sa kaputli sa gas. Mahimo nimo ang labing putli C4F8 nga gas sa kalibutan, apan kon kini natanggong sa usa ka pantalan, kini walay kapuslanan sa fab.

Unsa ang mga protocol sa kaluwasan alang sa pagdumala sa Hydrogen Fluoride ug uban pang makahilo nga mga materyales?

Ang kaluwasan mao ang sukaranan sa atong industriya. Daghan nga adunay fluorine Ang mga gas makahilo, asphyxiant, o reaktibo kaayo. Hydrogen Fluoride (HF), nga sagad gigamit sa basa nga etch o namugna isip usa ka produkto, ilabinang delikado. Kini motuhop sa panit ug moatake sa istruktura sa bukog.

Ang pagdumala niini nga mga materyales nanginahanglan ug higpit nga pagbansay ug espesyal nga kagamitan.

• Mga silindro: Kinahanglan nga DOT/ISO certified ug regular nga inspeksyon alang sa internal corrosion.
• Mga balbula: Ang mga balbula sa diaphragm gigamit aron malikayan ang pagtulo.
• Mga sensor: Mga panapton nga semiconductor gitabonan sa mga sensor sa pag-detect sa gas nga nagpahinabog mga alarma sa labing gamay nga pagtulo.

Kung pun-on namon ang usa ka silindro Electronic Grade Nitrous Oxide o usa ka makahilo nga etchant, gitratar namon kini sama sa usa ka puno nga hinagiban. Gisiguro namon nga ang silindro gipasinaw sa sulod aron mapugngan ang mga partikulo ug nga ang balbula gitakpan ug gitakpan. Alang sa among mga kustomer, nahibal-an nga ang carrier gas o etchant moabut sa luwas, compliant packaging mao ang usa ka mayor nga kahupayan.

Unsa ang anaa sa unahan alang sa mga materyales nga gigamit sa proseso sa paghimo sa semiconductor?

Ang Produkto sa semiconductor agresibo ang roadmap. Samtang ang mga chips mobalhin sa 3D nga mga istruktura sama sa Gate-All-Around (GAA) transistors, ang pagkakomplikado sa pagkulit ug paglimpyo nagdugang. Nakita namon ang usa ka panginahanglan alang sa labi ka exotic fluorinated nga gas mga sagol nga makakulit sa lawom, pig-ot nga mga lungag nga adunay katukma sa atomo.

Atomic Layer Etching (ALE) mao ang usa ka mitumaw nga teknik nga nagtangtang sa materyal nga usa ka atomic layer sa usa ka higayon. Nagkinahanglan kini og incredibly tukma nga dosis sa Reactive gas. Dugang pa, ang pagduso alang sa "berde" nga paghimo lagmit nga magduso sa pagsagop sa bag-o kemikal nga fluorine nga nagtanyag sa sama nga performance uban sa ubos GWP.

Ang kaugmaon iya sa mga makabag-o sa gas synthesis ug purification. Ingon Mga materyales sa semiconductor evolve, ang mga gas nga gigamit sa pagporma niini kinahanglan usab nga molambo.

Panguna nga mga takeaway

• Ang Fluorine hinungdanon: Kemistriya sa fluorine mao ang yawe enabler alang sa magbalantay ug limpyo lakang sa paghimo sa semiconductor.
• Ang kaputli mao ang Hari: Taas nga kaputli (6N) dili negotiable aron malikayan ang mga depekto ug masiguro kalig-on sa proseso.
• Nagkalainlain nga mga Gas: Nagkalainlain nga mga gas sama sa CF4, SF6, ug Nitrogen trifluoride pag-alagad sa piho nga mga tahas sa katha.
• Epekto sa Kalikopan: Pagdumala Paggawas sa Grentouse Gas ug pagminus usa ka kritikal nga hagit sa industriya.
• Seguridad sa suplay: Usa ka lig-on Pagsangkap sa Chain ug kasaligan nga mga kauban gikinahanglan aron malikayan ang mga paghunong sa produksiyon.

Sa Jiangsu Huazhong Gas, nasabtan namo kini nga mga hagit tungod kay gikinabuhi namo kini kada adlaw. Kung kinahanglan nimo Taas nga Purity Xenon para sa imong pinakabag-o nga proseso sa etch o kasaligan nga paghatud sa mga standard nga gas sa industriya, ania kami aron suportahan ang teknolohiya nga nagtukod sa umaabot.