Semikonduktaĵproduktado dependas de vasta gamo de gasoj, kiuj povas esti klasifikitaj en tri ĉefajn tipojn: pograndaj gasoj, specialaj gasoj, kaj akvafortaj gasoj. Tiuj gasoj devas esti de ekstreme alta pureco por malhelpi poluadon, kiu povas ruinigi la delikatan kaj kompleksan fabrikadon.

Grocaj Gasoj

Nitrogeno (N₂):

Rolo: N₂ servas multoblajn celojn, inkluzive de purigado de procezĉambroj kaj disponigado de inerta atmosfero dum diversaj stadioj de semikonduktaĵproduktado.
Pliaj Notoj: Nitrogeno ofte estas utiligita en la transporto kaj stokado de siliciaj oblatoj por minimumigi oksigenadon. Ĝia inerta naturo certigas, ke ĝi ne reagas kun aliaj materialoj, igante ĝin ideala por konservi purajn pretigajn mediojn.

Argono (Ar):
Rolo: Aldone al ĝia implikiĝo en plasmoprocezoj, argono estas instrumenta en procezoj kie kontrolitaj gaskonsistoj estas decidaj.
Pliaj Notoj: Ĉar ĝi ne reagas kun la plej multaj materialoj, argono ankaŭ estas uzata por ŝprucado, kio helpas en deponado de metalaj aŭ dielektraj filmoj kie surfacoj devas esti konservitaj sen poluado.

Heliumo (Li):
Rolo: La termikaj propraĵoj de Heliumo faras ĝin valorega por malvarmigi kaj konservi temperaturkonsistecon dum reakciaj procezoj.
Pliaj Notoj: Ĝi estas ofte uzata en alt-energiaj laseraj sistemoj por litografio pro sia ne-reaktiva naturo kaj kapablo konservi la optikan vojon libera de poluado.

Hidrogeno (H₂):
Rolo: Preter ĝia apliko en kalciado, hidrogeno ankaŭ helpas en purigado de la surfaco de oblatoj kaj povas esti implikita en kemiaj reakcioj dum epitaksio.
Pliaj Notoj: La uzo de hidrogeno en la demetado de maldikaj filmoj ebligas pli grandan kontrolon de portanta koncentriĝo en duonkonduktaĵoj, signife modifante iliajn elektrajn trajtojn.

Specialaj Gasoj kaj Dopantoj

Silano (SiH₄):
Rolo: Krom esti antaŭulo por siliciodemetado, silano povas esti polimerigita en pasivan filmon kiu plibonigas elektronikajn karakterizaĵojn.
Pliaj Notoj: Ĝia reagemo postulas zorgeman uzadon pro sekurecaj zorgoj, precipe kiam miksite kun aero aŭ oksigeno.

Amoniako (NH₃):
Rolo: Krom produktado de nitruraj filmoj, amoniako estas signifa en produktado de pasivadaj tavoloj, kiuj plibonigas la fidindecon de duonkonduktaĵoj.
Pliaj Notoj: Ĝi povas esti implikita en procezoj kiuj postulas nitrogenan enkorpiĝon en silicio, plibonigante elektronikajn ecojn.

Fosfino (PH₃), Arsino (AsH₃), kaj Diborano (B₂H₆):
Rolo: Ĉi tiuj gasoj ne nur estas esencaj por dopado, sed ankaŭ estas kritikaj por atingi la deziratajn elektrajn ecojn en progresintaj duonkonduktaĵoj.
Pliaj Notoj: Ilia tokseco postulas striktajn sekurecprotokolojn kaj monitorajn sistemojn en fabrikaj medioj por mildigi danĝerojn.

Akvaforto kaj Purigaj Gasoj

Fluorokarbonoj (CF₄, SF₆):
Rolo: Ĉi tiuj gasoj estas uzataj en sekaj akvafortaj procezoj, kiuj ofertas altan precizecon kompare kun malsekaj akvafortaj metodoj.
Pliaj Notoj: CF₄ kaj SF₆ estas signifaj pro sia kapablo gravuri silicio-bazitajn materialojn efike, enkalkulante fajnan padronrezolucion kritikan en moderna mikroelektroniko.

Kloro (Cl₂) kaj Hidrogena Fluorido (HF):
Rolo: Kloro disponigas agresemajn akvafortajn kapablojn, precipe por metaloj, dum HF estas decida por forigo de silicia dioksido.
Pliaj Notoj: La kombinaĵo de ĉi tiuj gasoj ebligas efikan forigon de tavolo dum diversaj fabrikaj stadioj, certigante purajn surfacojn por postaj pretigaj paŝoj.

Nitrogena trifluorido (NF₃):
Rolo: NF₃ estas pivota por media purigado en CVD-sistemoj, respondante per poluaĵoj por konservi optimuman efikecon.
Pliaj Notoj: Malgraŭ zorgoj pri ĝia forceja gaso potencialo, la efikeco de NF₃ en purigado faras ĝin preferata elekto en multaj fabrikoj, kvankam ĝia uzado postulas zorgeman median konsideron.

Oksigeno (O₂):
Rolo: La oksigenadprocezoj faciligitaj per oksigeno povas krei esencajn izolajn tavolojn en duonkonduktaĵoj.
Pliaj Notoj: La rolo de oksigeno en plifortigo de la oksigenado de silicio por formi SiO₂-tavolojn estas kritika por izolado kaj protekto de cirkvitaj komponantoj.

Emerging Gases in Semiconductor Manufacturing

Aldone al la tradiciaj gasoj listigitaj supre, aliaj gasoj akiras atenton en la semikonduktaĵa produktadprocezo, inkluzive de:

Karbona dioksido (CO₂): Uzite en kelkaj purigaj kaj akvafortaj aplikoj, precipe tiuj implikantaj altnivelajn materialojn.

Silicia dioksido (SiO₂): Kvankam ne estas gaso sub normaj kondiĉoj, vaporigitaj formoj de silicia dioksido estas utiligitaj en certaj demetprocezoj.

Mediaj Konsideroj

La semikonduktaĵo-industrio estas ĉiam pli temigis reduktado de la media efiko asociita kun la uzo de diversaj gasoj, precipe tiuj kiuj estas potencaj forcej-efikaj gasoj. Tio kaŭzis la evoluon de progresintaj gasaj estrosistemoj kaj la esplorado de alternativaj gasoj kiuj povas disponigi similajn avantaĝojn kun pli malalta media spuro.

Konkludo

La gasoj uzitaj en semikonduktaĵproduktado ludas kritikan rolon en certigado de la precizeco kaj efikeco de la fabrikaj procezoj. Dum teknologio progresas, la duonkondukta industrio senĉese strebas por plibonigoj en gaspureco kaj administrado, samtempe traktante sekurecajn kaj mediajn zorgojn asociitajn kun ilia uzo.