Mae gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion yn dibynnu ar amrywiaeth eang o nwyon, y gellir eu categoreiddio yn dri phrif fath: nwyon swmp, nwyon arbenigol, a nwyon ysgythru. Rhaid i'r nwyon hyn fod o burdeb uchel iawn i atal halogiad, a all ddifetha'r broses saernïo cain a chymhleth.

Nwyon Swmp

Nitrogen (N₂):

Rôl: Mae N₂ yn gwasanaethu sawl pwrpas, gan gynnwys glanhau siambrau proses a darparu awyrgylch anadweithiol yn ystod gwahanol gamau gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion.
Nodiadau Ychwanegol: Mae nitrogen yn aml yn cael ei ddefnyddio wrth gludo a storio wafferi silicon i leihau ocsideiddio. Mae ei natur anadweithiol yn sicrhau nad yw'n adweithio â deunyddiau eraill, gan ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cynnal amgylcheddau prosesu glân.

Argon (Ar):
Rôl: Yn ogystal â'i ymwneud â phrosesau plasma, mae argon yn allweddol mewn prosesau lle mae cyfansoddiadau nwy rheoledig yn hanfodol.
Nodiadau Ychwanegol: Gan nad yw'n adweithio â'r rhan fwyaf o ddeunyddiau, mae argon hefyd yn cael ei ddefnyddio ar gyfer sputtering, sy'n helpu i adneuo ffilmiau metel neu dielectrig lle mae'n rhaid cynnal arwynebau heb halogiad.

Heliwm (Fe):
Rôl: Mae priodweddau thermol Heliwm yn ei gwneud yn amhrisiadwy ar gyfer oeri a chynnal cysondeb tymheredd yn ystod prosesau adweithiol.
Nodiadau Ychwanegol: Fe'i defnyddir yn aml mewn systemau laser ynni uchel ar gyfer lithograffeg oherwydd ei natur anadweithiol a'i allu i gynnal y llwybr optegol yn rhydd o halogiad.

Hydrogen (H₂):
Rôl: Y tu hwnt i'w ddefnydd mewn anelio, mae hydrogen hefyd yn helpu i lanhau wyneb wafferi a gall gymryd rhan mewn adweithiau cemegol yn ystod epitacsi.
Nodiadau Ychwanegol: Mae defnyddio hydrogen wrth ddyddodi ffilmiau tenau yn caniatáu mwy o reolaeth dros grynodiad cludwr mewn deunyddiau lled-ddargludyddion, gan addasu eu priodweddau trydanol yn sylweddol.

Nwyon Arbenigol a Dopants

Silane (SiH₄):
Rôl: Ar wahân i fod yn rhagflaenydd ar gyfer dyddodiad silicon, gellir polymerized silane i mewn i ffilm goddefol sy'n gwella nodweddion electronig.
Nodiadau Ychwanegol: Mae angen trin ei adweithedd yn ofalus oherwydd pryderon diogelwch, yn enwedig pan gaiff ei gymysgu ag aer neu ocsigen.

Amonia (NH₃):
Rôl: Yn ogystal â chynhyrchu ffilmiau nitrid, mae amonia yn arwyddocaol wrth gynhyrchu haenau goddefol sy'n gwella dibynadwyedd dyfeisiau lled-ddargludyddion.
Nodiadau Ychwanegol: Gall fod yn rhan o brosesau sy'n gofyn am ymgorffori nitrogen yn silicon, gan wella priodweddau electronig.

Ffosffin (PH₃), Arsine (AsH₃), a Diborane (B₂H₆):
Rôl: Mae'r nwyon hyn nid yn unig yn hanfodol ar gyfer dopio ond maent hefyd yn hanfodol ar gyfer cyflawni'r priodweddau trydanol dymunol mewn dyfeisiau lled-ddargludyddion datblygedig.
Nodiadau Ychwanegol: Mae eu gwenwyndra yn gofyn am brotocolau diogelwch llym a systemau monitro mewn amgylcheddau saernïo i liniaru peryglon.

Ysgythru a Glanhau Nwyon

Fflworocarbonau (CF₄, SF₆):
Rôl: Mae'r nwyon hyn yn cael eu cyflogi mewn prosesau ysgythru sych, sy'n cynnig manylder uchel o'i gymharu â dulliau ysgythru gwlyb.
Nodiadau Ychwanegol: Mae CF₄ a SF₆ yn arwyddocaol oherwydd eu gallu i ysgythru deunyddiau sy'n seiliedig ar silicon yn effeithlon, gan ganiatáu ar gyfer datrysiad patrwm manwl sy'n hanfodol mewn microelectroneg fodern.

Clorin (Cl₂) a Fflworid Hydrogen (HF):
Rôl: Mae clorin yn darparu galluoedd ysgythru ymosodol, yn enwedig ar gyfer metelau, tra bod HF yn hanfodol ar gyfer tynnu silicon deuocsid.
Nodiadau Ychwanegol: Mae'r cyfuniad o'r nwyon hyn yn caniatáu tynnu haenau'n effeithiol yn ystod gwahanol gamau gwneuthuriad, gan sicrhau arwynebau glân ar gyfer camau prosesu dilynol.

Nitrogen Trifluoride (NF₃):
Rôl: Mae NF₃ yn hollbwysig ar gyfer glanhau amgylcheddol mewn systemau CVD, gan ymateb â halogion i gynnal y perfformiad gorau posibl.
Nodiadau Ychwanegol: Er gwaethaf pryderon am ei botensial nwyon tŷ gwydr, mae effeithlonrwydd glanhau NF₃ yn ei wneud yn ddewis a ffefrir mewn llawer o ffatrïoedd, er bod angen ystyriaeth amgylcheddol ofalus i'w ddefnyddio.

Ocsigen (O₂):
Rôl: Gall y prosesau ocsideiddio a hwylusir gan ocsigen greu haenau insiwleiddio hanfodol mewn strwythurau lled-ddargludyddion.
Nodiadau Ychwanegol: Mae rôl ocsigen wrth wella ocsidiad silicon i ffurfio haenau SiO₂ yn hanfodol ar gyfer ynysu ac amddiffyn cydrannau cylched.

Nwyon sy'n Dod i'r Amlwg mewn Gweithgynhyrchu Lled-ddargludyddion

Yn ogystal â'r nwyon traddodiadol a restrir uchod, mae nwyon eraill yn cael sylw yn y broses gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, gan gynnwys:

Carbon Deuocsid (CO₂): Fe'i defnyddir mewn rhai cymwysiadau glanhau ac ysgythru, yn enwedig y rhai sy'n cynnwys deunyddiau uwch.

Silicon Deuocsid (SiO₂): Er nad yw'n nwy o dan amodau safonol, mae ffurfiau anwedd o silicon deuocsid yn cael eu defnyddio mewn rhai prosesau dyddodi.

Ystyriaethau Amgylcheddol

Mae'r diwydiant lled-ddargludyddion yn canolbwyntio fwyfwy ar leihau'r effaith amgylcheddol sy'n gysylltiedig â defnyddio amrywiol nwyon, yn enwedig y rhai sy'n nwyon tŷ gwydr cryf. Mae hyn wedi arwain at ddatblygu systemau rheoli nwy uwch ac archwilio nwyon amgen a all ddarparu buddion tebyg gydag ôl troed amgylcheddol is.

Casgliad

Mae'r nwyon a ddefnyddir mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion yn chwarae rhan hanfodol wrth sicrhau cywirdeb ac effeithlonrwydd y prosesau saernïo. Wrth i dechnoleg ddatblygu, mae'r diwydiant lled-ddargludyddion yn ymdrechu'n barhaus i wella purdeb a rheolaeth nwy, tra hefyd yn mynd i'r afael â phryderon diogelwch ac amgylcheddol sy'n gysylltiedig â'u defnydd.