A fabricazione di semiconduttori si basa in una larga varietà di gasi, chì ponu esse categurizzati in trè tippi principali: gasi in massa, gasi speciali, è i gasi di incisione. Questi gasi devenu esse di purezza estremamente alta per prevene a contaminazione, chì pò arruvinà u prucessu di fabricazione dilicatu è cumplessu.

Gas in massa

Azotu (N₂):

Role: N₂ serve à parechje scopi, cumpresa a purga di e camere di prucessu è furnisce una atmosfera inerte durante e diverse fasi di a fabricazione di semiconduttori.
Note supplementari: L'azotu hè spessu impiegatu in u trasportu è u almacenamentu di wafers di siliciu per minimizzà l'ossidazione. A so natura inerte assicura chì ùn reagisce micca cù altri materiali, facendu ideale per mantene l'ambienti di trasfurmazioni puliti.

Argon (Ar):
Role: In più di a so implicazione in i prucessi di plasma, l'argon hè strumentale in i prucessi induve e cumpusizioni di gas cuntrullati sò cruciali.
Notes addiziunali: Perchè ùn reagisce micca cù a maiò parte di i materiali, l'argon hè ancu utilizatu per sputtering, chì aiuta à deposità filmi metallici o dielettrici induve a superficia deve esse mantenuta senza contaminazione.

Helium (He):
Role: E proprietà termali di l'heliu facenu inestimabile per rinfriscà è mantene a cunsistenza di a temperatura durante i prucessi reattivi.
Note supplementari: Hè spessu usatu in sistemi laser d'alta energia per a litografia per via di a so natura non reattiva è a capacità di mantene a strada ottica libera da contaminazione.

Idrogenu (H₂):
Role: Al di là di a so applicazione in l'annealing, l'idrogenu aiuta ancu à a pulizia di a superficia di l'ostia è pò esse implicatu in reazzione chimica durante l'epitassia.
Note addiziunali: L'usu di l'idrogenu in a deposizione di filmi sottili permette un più grande cuntrollu di a cuncentrazione di trasportatore in materiali semiconduttori, mudificà significativamente e so proprietà elettriche.

Gasi Specialità è Dopanti

Silane (SiH₄):
Role: Oltre à esse un precursore per a deposizione di siliciu, silane pò esse polimerizatu in una film passivating chì migliurà e caratteristiche elettroniche.
Note supplementari: A so reattività richiede una manipulazione curretta per prublemi di sicurezza, in particulare quandu si mischia cù l'aria o l'ossigenu.

Ammonia (NH₃):
Role: In più di pruduce filmi di nitruru, l'ammonia hè significativu in a produzzione di strati di passivazione chì aumentanu l'affidabilità di i dispositi semiconduttori.
Note supplementari: Pò esse implicatu in prucessi chì necessitanu l'incorporazione di nitrogenu in u siliciu, migliurà e proprietà elettroniche.

Fosfina (PH₃), Arsine (AsH₃) è Diborane (B₂H₆):
Role: Questi gasi ùn sò micca solu essenziali per u doping, ma sò ancu critichi per ottene e proprietà elettriche desiderate in i dispositi semiconduttori avanzati.
Note addizionali: A so tossicità richiede protocolli di sicurezza stretti è sistemi di monitoraghju in ambienti di fabricazione per mitigà i periculi.

Gas di incisione e pulizia

Fluorocarburi (CF₄, SF₆):
Role: Questi gasi sò impiegati in i prucessi di incisione secca, chì offrenu una alta precisione cumparatu cù i metudi di incisione umida.
Note addizionali: CF₄ è SF₆ sò significativi per via di a so capacità di incisione materiali basati in siliciu in modu efficiente, chì permettenu una risoluzione di mudellu fine critica in a microelettronica moderna.

Cloru (Cl₂) è fluoruru di l'idrogenu (HF):
Role: U cloru furnisce capacità di incisione aggressiva, in particulare per i metalli, mentri l'HF hè cruciale per a rimozione di diossidu di siliciu.
Note addizionali: A cumminazzioni di sti gasi permette una rimozione efficace di strati durante e diverse fasi di fabricazione, assicurendu superfici pulite per i passi di trasfurmazioni successivi.

Trifluoruro d'azotu (NF₃):
Role: NF₃ hè pivotale per a pulizia ambientale in i sistemi CVD, risponde cù contaminanti per mantene u rendiment ottimali.
Notes addiziunali: Malgradu a preoccupazione di u so potenziale di gas di serra, l'efficienza di NF₃ in a pulizia face una scelta preferita in parechje fabbriche, anche se u so usu richiede una attenta considerazione ambientale.

Oxigenu (O₂):
Role: I prucessi d'ossidazione facilitati da l'ossigenu ponu creà strati insulanti essenziali in strutture semiconduttori.
Note supplementari: U rolu di l'ossigenu in rinfurzà l'ossidazione di u silicuu per furmà strati di SiO₂ hè criticu per l'isolamentu è a prutezzione di i cumpunenti di u circuitu.

Gasi emergenti in a fabricazione di semiconduttori

In più di i gasi tradiziunali elencati sopra, altri gasi guadagnanu l'attenzione in u prucessu di fabricazione di semiconduttori, cumprese:

Diossidu di carbone (CO₂): Adupratu in alcune applicazioni di pulizia è incisione, in particulare quelli chì implicanu materiali avanzati.

Diossidu di Siliciu (SiO₂): Ancu s'ellu ùn hè micca un gasu in cundizioni standard, forme vaporizzate di diossidu di siliciu sò aduprate in certi prucessi di deposizione.

Considerazioni Ambientali

L'industria di i semiconduttori hè sempre più focu annantu à riduce l'impattu ambientale assuciatu à l'usu di diversi gasi, in particulare quelli chì sò potenti gasi di serra. Questu hà purtatu à u sviluppu di sistemi avanzati di gestione di gas è à l'esplorazione di gasi alternattivi chì ponu furnisce benefici simili cù una impronta ambientale più bassa.

Cunclusioni

I gasi usati in a fabricazione di semiconduttori ghjucanu un rolu criticu per assicurà a precisione è l'efficienza di i prucessi di fabricazione. Cum'è a tecnulugia avanza, l'industria di i semiconduttori si sforza continuamente per migliurà a purità è a gestione di u gasu, è ancu affrontendu i prublemi di sicurezza è ambientali assuciati cù u so usu.