Ann an saoghal teicneòlas an latha an-diugh, tha an leth-sheoladair 's e rìgh. Bidh na sgoltagan beaga, toinnte sin a’ toirt cumhachd do gach nì bho na fònaichean sgairteil againn gu na càraichean againn agus na h-ionadan dàta a tha a’ ruith an eadar-lìn. Ach dè a’ chumhachd a th’ ann a bhith a’ cruthachadh nan sgoltagan sin? Is e am freagairt, gu h-iongantach gas. Chan e dìreach gin gas, ach gasaichean fìor-ghlan air glainead neo-fhaicsinneach. Mar Allen, sealbhadair factaraidh le seachd loidhnichean cinneasachaidh a’ speisealachadh ann an gasan gnìomhachais, tha mi air fhaicinn gu dìreach mar a tha an t-iarrtas airson purrachd air a dhol suas. Tha an artaigil seo airson stiùirichean gnìomhachais mar Mark Shen, a tha aig fìor thoiseach an gas Slighe solar. Tha thu a’ tuigsinn càileachd agus prìs, ach airson a bhith a’ stiùireadh a’ mhargaidh seo gu fìrinneach, feumaidh tu an carson. Cuiridh sinn às don t-saoghal iom-fhillte de dèanamh semiconductor, a’ mìneachadh gu sìmplidh carson a tha aon seachran gràinne ann an a gas faodaidh sruth milleanan a chosg air factaraidh. Is e seo an stiùireadh agad mu bhith a’ bruidhinn cànan nan Gàidheal gnìomhachas semiconductor agus a bhith nad chom-pàirtiche riatanach.

Dè an dleastanas a th’ aig Gas ann a bhith a’ dèanamh sliseag semiconductor?

Aig a chridhe, dèanamh semiconductor na phròiseas airson a bhith a’ togail chuairtean dealain ioma-shreath microscopach air diosc tana de sileacain, ris an canar a wafer. Smaoinich air feuchainn ri skyscraper a thogail meud stampa postachd, le billeanan de sheòmraichean agus tallachan. Sin an sgèile air a bheil sinn a 'bruidhinn. Gus seo a choileanadh, chan urrainn dhut innealan corporra a chleachdadh. An àite sin, an t-iomlan pròiseas saothrachaidh an urra ri sreath de ath-bheachdan ceimigeach mionaideach, agus is e am prìomh dhòigh airson na h-ath-bheachdan sin gas.

Bidh gasan ag obair mar na làmhan neo-fhaicsinneach a thogas na cuairtean sin. Bidh iad a’ dèanamh grunn obraichean deatamach. Cuid, mar nitrigin, cruthaich àrainneachd a tha gu tur glan agus seasmhach, a’ cur casg air ath-bheachdan nach eileas ag iarraidh. Is e cuid eile, ris an canar gasaichean pròiseas, na fìor bhlocaichean togail no na h-innealan gràbhalaidh. Mar eisimpleir, sònraichte seòrsa gas faodar a chleachdadh gus còmhdach microscopach de stuth giùlain a thasgadh, agus fear eile gas air a chleachdadh gu mionaideach etch air falbh stuth gus slighe cuairteachaidh a chruthachadh. A h-uile ceum, bho bhith a 'glanadh an wafer gus na transistors deireannach a thogail, a’ toirt a-steach mion-fhiosrachadh gas no measgachadh de ghasaichean. Tha cruinneas an sruth gas agus tha an co-dhèanamh ceimigeach aige gu dìreach a’ riaghladh soirbheachas an saothrachadh chip phròiseas.

Carson a tha Purity cho cudromach ann an cinneasachadh leth-chonnspaid?

Nar beatha làitheil, beagan duslach no truailleadh èadhair chan eil dad mòr ann. Ach taobh a-staigh a leth-sheoladair lus saothrachaidh, no "fab," tha e na thubaist. Co-phàirtean a tha air a thogail a sileacain wafer gu tric air an tomhas ann an nanometers - sin billeanan de mheatair. Gus sin a chuir ann an sealladh, tha aon fhalt daonna timcheall air 75,000 nanometers de leud. Duslach beag gràinne chan fhaic thu eadhon gu bheil ulbhag mòr ann an saoghal na leth-sheoladair saothrachadh.

Seo carson purrachd Is e an aon fheart as cudromaiche de na gasaichean air a chleachdadh ann an semiconductor cinneasachadh. Moileciuil sam bith nach eileas ag iarraidh - ge bith an e moileciuil uisge air seachran a th’ ann, meatailt beag bìodach gràinne, no fear eile gas molecule - air a mheas mar neo-thruaillidheachd. Seo truailleadh faodaidh e dragh a chuir air an fìnealta gu tur imrich ceimigeach a' gabhail àite air an wafer' uachdar. Aon neo-thruaillidheachd faodaidh e cuairteachadh a bhacadh bho bhith a’ cruthachadh, cuairt ghoirid adhbhrachadh, no atharrachadh a dhèanamh air an feartan dealain an semiconductor stuth. Air sgàth aon wafer faodaidh ceudan no mìltean de chips fa leth a bhith ann, faodaidh aon mhearachd beag leantainn gu call ionmhasail mòr. Tha am pròiseas air fad ag iarraidh an ìrean purrachd as àirde a bhith ag obair idir.

Ciamar a bhios neo-chunbhalachd ann an gasan a’ sgrios cinneasachadh semiconductor?

Nuair a neo-thruaillidheachd an làthair ann am pròiseas gas, faodaidh e “marbhadh lochd." Cha'n e mhàin lochd beag a tha an so ; tha e a lochd a tha a 'toirt seachad a' mhicreofon gu lèir air an earrann sin den wafer gun fheum. Bheir sinn sùil air mar a thachras seo. Rè an tasgadh ìre, far a bheilear a’ togail fhilmichean tana sreath air ìre, rud nach eileas ag iarraidh gràinne urrainn tighinn air tìr. Nuair a thèid an ath shreath a thasgadh air a’ mhullach, cruthaichidh e cnap microscopach no beàrn. Faodaidh an locht seo an ceangal dealain a bhriseadh no fear gun dùil a chruthachadh, gu h-èifeachdach a ’sgrios an transistor a thathas a’ togail.

Tha builean seo sgriosail gu bun-loidhne fab. Prìomh mheatailt airson soirbheachadh a leth-sheoladair fab is “toradh” - an àireamh sa cheud de chips obrach air an toirt a-mach à aon wafer. Fiù 's beagan tuiteam a-steach toradh, bho 95% gu 90%, a 'riochdachadh milleanan dolar ann an teachd a-steach caillte. Neo-dhìomhaireachd gas Tha iad nan adhbhar dìreach airson lughdachadh toradh. Seo carson luchd-dèanamh semiconductor air an cur an ceill purity gas. Feumaidh iad a bhith cinnteach gu bheil an gas tha a dhol a-steach do na h-innealan ioma-billean dolar aca gu tur saor bho gin truaillidh a dh’ fhaodadh a bhith air a mhilleadh pròiseas dèanamh semiconductor. Is e geama mionaideachd microscopach a th’ ann far nach eil àite sam bith ann airson mearachd.

Dè na prìomh ghasaichean a thathas a’ cleachdadh ann an dèanamh semiconductor?

Tha an raon de ghasaichean a thathar a’ cleachdadh ann an gnìomhachas semiconductor Tha iad mòr, ach mar as trice bidh iad ann an dà roinn: mòr-ghasaichean agus gasaichean sònraichte.

• Gasaichean mòra: Tha iad sin air an cleachdadh ann am meudan mòra agus tha iad nam bunait don àrainneachd saothrachaidh.

  • Nitrigin (N₂): Is e seo an each-obrach. Ultra-àrd purrachd Nitrigin air a chleachdadh gus "àile" neo-sheasmhach a chruthachadh taobh a-staigh nan innealan saothrachaidh. Bidh seo a’ glanadh ocsaidean, taiseachd, agus gràineanan eile, a’ cur casg air oxidation no oxidation nach eileas ag iarraidh truailleadh de na wafer.
  • Hydrogen (H₂): Gu tric air a chleachdadh còmhla ri gasaichean eile, haidridean tha e deatamach gu cinnteach tasgadh pròiseasan agus airson àrainneachdan ceimigeach fìor shònraichte a chruthachadh a dh’ fheumar gus structaran transistor a thogail.
  • Argon (Ar): Mar inert gas, Tha Argon air a chleachdadh ann am pròiseas ris an canar sputtering, far am bi e air a chleachdadh gus stuth targaid a bhomadh, a’ leagail dadaman a bhios an uairsin a’ tasgadh air an wafer. Tha e cuideachd air a chleachdadh airson cruthachadh an plasma ann am mòran etch pròiseasan.

• Gasaichean sònraichte: Tha iad sin nan gasaichean iom-fhillte, gu tric cunnartach, agus fìor innleadaichte air an cleachdadh airson ceumannan pròiseas sònraichte. Tha iad nan tàthchuid "gnìomhach".

  • Etchants: Bithear a’ cleachdadh gasan mar chlorine (Cl₂) agus hydrogen bromide (HBr) airson a shnaigheadh gu mionaideach no etch pàtrain a-steach do na sreathan den wafer.
  • Dopants: Bithear a’ cleachdadh gasaichean leithid arsine (AsH₃) agus phosphine (PH₃) gus fiosrachadh sònraichte a thoirt a-steach a dh’aona ghnothach. neo-thruaillidheachd steach dhan sileacain gus na feartan dealain aige atharrachadh, agus sin mar a tha smachd air transistors.
  • Gasaichean tasgaidh: Tha Silane (SiH₄) na eisimpleir clasaigeach, air a chleachdadh mar thùs sileacain gus filmichean tana a thasgadh.

Airson oifigear solarachaidh mar Mark, tha e deatamach fios a bhith agad ged a tha na gasaichean sin uile eadar-dhealaichte, gu bheil aon riatanas coitcheann aca: fìor purrachd.

An urrainn dhut tasgadh agus sgeadachadh a mhìneachadh ann an teirmean sìmplidh?

Riochdachadh semiconductor gabhail a-steach ceudan de cheumannan, ach tha a’ mhòr-chuid dhiubh nan atharrachaidhean de dhà phròiseas bunaiteach: tasgadh agus etch. Tha tuigsinn iad sin ann an teirmean sìmplidh deatamach gus àite a thuigsinn gas.

1. Tasgaidh: Togail nan Layers
Smaoinich air tasgadh mar a bhith a’ peantadh spraeadh le moileciuilean. Is e an t-amas còmhdach ultra-tana, gu tur èideadh de stuth a chuir air an wafer sileaconach.

• Am Pròiseas: Pròiseas gas (mar silane) air a mheasgachadh le a gas giùlain (mar nitrigin neo haidridean). Seo gas Thèid am measgachadh an uairsin a thoirt a-steach do sheòmar anns a bheil an wafer. A imrich ceimigeach air a phiobrachadh, gu tric le teas no a plasma, ag adhbhrachadh moileciuilean gu "sileadh" a-mach às an gas agus cruth cruinn film tana air an wafer' uachdar.
• Carson a tha Purity cudromach: Ma tha truailleadh ann gràinne Anns a’ gas allt, tha e coltach ri breac de dhuslach a’ faighinn a-steach don pheant spraeraidh agad. Thèid e a-steach don t-sreath ùr, a 'cruthachadh structar lochd. Ma tha fear gun iarraidh gas moileciuil, faodaidh e freagairt ceàrr, ag atharrachadh cumadh ceimigeach agus feartan dealain an t-sreath.

2. Etching: Snaighte nan Circuits
Às deidh dhut còmhdach a thogail, feumaidh tu am pàtran cuairteachaidh a shnaigheadh ​​a-steach. Etch Is e pròiseas toirt air falbh stuthan gu roghnach.

• Am Pròiseas: Tha an wafer air a chòmhdach le stuth a tha mothachail air solas ris an canar photoresist. Tha pàtran air a thilgeil air (mar stencil). Tha na raointean fosgailte an uairsin air an cruadhachadh. Tha an wafer Tha e an uair sin air a chur ann an seòmar air a lìonadh le etchant gas (mar stuth stèidhichte air fluorine). Seo gas air a neartachadh ann an a plasma stàite, ga dhèanamh fìor reactive. Tha an plasma a' bualadh an wafer, ag ithe an stuth gu ceimigeach a-mhàin anns na raointean nach eil air an dìon leis an stencil.
• Carson a tha Purity cudromach: Neo-dhìomhaireachd ann an gas faodaidh e bhith air a chleachdadh airson etching an reat ath-bhualadh. Dh'fhaodadh seo adhbhrachadh gu bheil na cuairtean air an snaidheadh ​​​​ro fharsaing, ro chumhang, no gun a bhith idir. A meatailt gràinne neo-thruaillidheachd dh’ fhaodadh eadhon casg a chuir air etch pròiseas ann an aon àite beag, a 'fàgail "post" de stuth nach eileas ag iarraidh a tha a' gearradh a-mach an cuairt.

Ciamar a tha Purity Gas Ultra-High air a thomhas agus air a chumail suas?

Anns a gnìomhachas semiconductor cruinne, tha tomhasan purrachd àbhaisteach mar "sa cheud" gun fheum. Tha sinn a 'dèiligeadh truailleadh air sgèile a tha doirbh a thuigsinn. Tha purity air a thomhas ann an pàirtean gach trillion (ppt). Tha seo a’ ciallachadh airson a h-uile duine trillean gas mholacilean, chan urrainn ach aon no dhà de mholacilean neo-dhìomhaireachd a bhith ann.

Gus an ìre seo a choileanadh agus a dhearbhadh purity gas, siostam sgairteil de glanadh gas agus tha feum air mion-sgrùdadh.

Anns an fhactaraidh againn, chan eil sinn dìreach a’ dèanamh an gas; tha sinn beò agus ag anail smachd càileachd. Tha an solar gas slabhraidh airson a leth-sheoladair fab a’ toirt a-steach purifiers sònraichte air an stàladh dìreach aig an ìre cleachdaidh. A bharrachd air an sin, adhartach mion-sgrùdadh gas Thathas a’ cleachdadh innealan airson sgrùdadh fìor-ùine. Teicneòlasan mar tomad ionization cuideam àile Faodaidh spectrometry (APIMS) coileanadh lorg neo-thruaillidh sìos chun ìre pàirtean-gach trillean, a’ dèanamh cinnteach gu bheil an uhp gas (glanachd ultra-àrd) tha a dhol a-steach don inneal pròiseas foirfe.

Dè a tha a’ dèanamh solaraiche gas fìor-ghlan earbsach?

Airson ceannard solarachaidh mar Mark, a tha air eòlas fhaighinn air pian dàil luchdan agus teisteanasan meallta, tha earbsachd a h-uile dad. Ann an saoghal na semiconductor fìor-ghlan gasaichean, earbsachd an urra ri trì colbhan: Co-sheasmhachd Riochdachaidh, Dearbhadh Càileachd, agus Eòlas Logistic.

1. Co-chòrdadh riochdachaidh: Feumaidh comasan cinneasachaidh làidir agus gun fheum a bhith aig solaraiche earbsach. Tha na seachd loidhnichean riochdachaidh aig an fhactaraidh againn, mar eisimpleir, cinnteach gun urrainn dhuinn coinneachadh ris an iarrtas àrd agus nach cuir duilgheadas air aon loidhne stad air ar toradh gu lèir. Bidh seo a’ lughdachadh cunnart brisidhean solair a dh’ fhaodadh dùnadh ioma-billean dolar leth-sheoladair fab.
2. Dearbhadh Càileachd Dearbhaichte: Chan eil e gu leòr a bhith ag agairt gu bheil agad gas fìor-ghlan. Feumaidh tu a bhith comasach air a dhearbhadh. Tha seo a’ ciallachadh a bhith a’ tasgadh ann an uidheamachd anailis ùr-nodha airson lorg neo-thruaillidh. Tha e cuideachd a’ ciallachadh a bhith a’ toirt seachad Teisteanasan Mion-sgrùdadh (CoA) a tha follaiseach agus a ghabhas lorg leis a h-uile luchd. Tha a bhith a’ cur an-aghaidh foill teisteanais mu dheidhinn a bhith a’ togail dàimh fad-ùine stèidhichte air earbsa agus dàta dearbhaidh.
3. Eòlas loidsigeach: A' faighinn a gas creimneach no leaghan cryogenic bho Shìona gu na SA chan eil e sìmplidh. Feumaidh e soithichean sònraichte, eòlas air riaghailtean luingeis eadar-nàiseanta, agus dealbhadh mionaideach gus dàil a sheachnadh. Tha solaraiche earbsach a’ tuigsinn nach e dìreach bogsa a chuir air falbh a tha seo; tha e a’ riaghladh pàirt dheatamach den t-saoghal leth-sheoladair Slighe solar.

Dè an diofar eadar gas mòr agus gas sònraichte?

A’ tuigsinn an eadar-dhealachaidh eadar gas mòr agus gas sònraichte air leth cudromach do dhuine sam bith a tha an sàs ann a bhith a’ lorg an gnìomhachas semiconductor. Ged a tha feum aig an dà chuid uamhasach purrachd, tha an sgèile, an làimhseachadh agus an cleachdadh gu math eadar-dhealaichte.

Gasaichean mòra, coltach Gasaichean sònraichte fìor-ghlan mòr, thoir iomradh air gasaichean mar nitrigin, ocsaidean, argon, agus haidridean. Tha iad nam bunait airson àrainneachd an fhasain. Tha am facal "mòr" a 'toirt iomradh air na h-àireamhan mòra a thathar a' cleachdadh. Bidh na gasaichean sin gu tric air an toirt a-mach air an làrach no faisg air làimh agus air an lìbhrigeadh tro phìoban sònraichte gu dìreach gu siostam cuairteachaidh a-staigh an fab. Is e na prìomh dhùbhlain an seo cumail suas purrachd thairis air lìonraidhean cuairteachaidh mòr agus a’ dèanamh cinnteach à solar àrd gun bhriseadh.

Gas sònraichte (no gas eileagtronaigeach) a’ toirt iomradh air roinn fharsaing de ghasaichean a tha gu tric annasach, reactive, no cunnartach air an cleachdadh ann am meudan nas lugha airson ceumannan pròiseas sònraichte leithid etching agus tasgadh. Tha eisimpleirean a’ toirt a-steach silane, ammonia, boron trichloride, agus nitrogen trifluoride. Tha iad sin air an lìbhrigeadh ann an siolandairean cuideam àrd fa leth. Na dùbhlain le gas sònraichte fìor shàbhailteachd ann an làimhseachadh, a’ dèanamh cinnteach à cunbhalachd measgachadh foirfe airson measgachadh gas, agus a’ cur casg air ath-bhualaidhean ceimigeach taobh a-staigh an t-siolandair a dh’ fhaodadh a bhith cunnartach càileachd gas.

Ciamar a tha an t-iarrtas airson gas semiconductor àrd-ghlan ag atharrachadh?

Tha an gnìomhachas semiconductor cha seas a-riamh. Tha Lagh Moore, an amharc gu bheil an àireamh de transistors air chip a’ dùblachadh timcheall air a h-uile dà bhliadhna, a’ leantainn air adhart a’ putadh crìochan fiosaig. Mar a bhios transistors a’ crìonadh, bidh iad a’ fàs nas mothachaile dha truailleadh. A meud gràin bha sin iomchaidh o chionn còig bliadhna na “marbhadh lochd" an diugh.

Tha an iomairt gun stad seo airson sgoltagan nas lugha agus nas cumhachdaiche a’ ciallachadh gu bheil iarrtas ann airson ìrean eadhon nas àirde de purity gas a' fàs. Tha sinn a’ gluasad bho shaoghal far an robh pàirtean-gach-billean mar an ìre òir gu saoghal far a bheil pàirtean-gach-trillean mar an riatanas inntrigidh as ìsle airson semiconductor adhartach nodan. A bharrachd air an sin, feumaidh stuthan ùra agus ailtireachd chip, leithid transistors 3D NAND agus Gate-All-Around (GAA), pasgan gu tur ùr de gas an ath ghinealach measgachaidhean agus ro-ruithear. As luchd-dèanamh gas, tha sinn ann an rèis leantainneach de ùr-ghnàthachadh, a’ leasachadh theicneòlasan glanaidh ùra agus dòighean sgrùdaidh gus cumail suas ris an gnìomhachas semiconductor cruinne.

Mar neach-ceannach, dè na teisteanasan càileachd a bu chòir dhomh a bhith a’ coimhead?

Faodaidh e a bhith duilich a bhith a’ seòladh saoghal sholaraichean, gu sònraichte nuair a bhios tu a’ dèiligeadh ri toraidhean teicnigeach. Bidh teisteanasan a’ toirt seachad dearbhadh deatamach, treas-phàrtaidh air comasan solaraiche agus dealas a thaobh càileachd. Nuair a lorgar gasaichean fìor-ghlan airson an gnìomhachas semiconductor, seo beagan rudan ri lorg:

• ISO 9001: Is e teisteanas bunaiteach a tha seo airson siostaman riaghlaidh càileachd. Tha e a’ sealltainn gu bheil pròiseasan air an deagh mhìneachadh agus ath-aithris aig an t-solaraiche airson cinneasachadh, sgrùdadh agus lìbhrigeadh.
• TS ISO/IEC 17025: Is e fear èiginneach a tha seo. Is e seo an inbhe airson comas deuchainn-lannan deuchainn agus calibration. Tha solaraiche leis an teisteanas seo air dearbhadh gu bheil an obair-lann a-staigh aca - an tè a ghineas an Teisteanas Mion-sgrùdadh agad - ceart agus earbsach.
• Mion-sgrùdadh a ghabhas lorg: Iarr Teisteanas Mion-sgrùdadh (CoA) an-còmhnaidh airson gach siolandair no baidse. Bu chòir don teisteanas seo mion-fhiosrachadh mun dearbh ìre de dheatamach neo-chunbhalachd ann an gas, air a thomhas le dòighean sgrùdaidh sònraichte leithid cromatagrafaidheachd gas no mass spectrometry.

Mar stiùiriche cinnteach mar Mark, is e an inneal as fheàrr agad a bhith a’ faighneachd cheistean dearbhaidh. Na bi dìreach a’ faighneachd “An e seo gas glan?" Faighnich "Ciamar a dhearbhas tu gu bheil e fìor-ghlan? Seall dhomh teisteanas an obair-lann agad. Mìnich am pròiseas agad gus dèanamh cinnteach à cunbhalachd tòrr gu lot." Cuiridh com-pàirtiche fìor eòlach agus earbsach fàilte air na ceistean sin agus bidh freagairtean misneachail, follaiseach aige.

Prìomh Takeaways

• Is e inneal a th’ ann an gas: Anns saothrachadh semiconductor, chan e dìreach stuthan a th’ ann an gasaichean; is e innealan mionaideach a th’ annta a thathas a’ cleachdadh gus cuairtean microscopach a thogail agus a shnaigheadh ​​air a wafer sileaconach.
• Is e purity a h-uile dad: Tha an sgèile saothrachadh chip cho beag 's gu bheil aon neach gun iarraidh gràinne neo neo-thruaillidheachd faodaidh moileciuil sliseag a sgrios, a’ dèanamh fìor-ghlanachd fìor àrd riatanas nach gabh a cho-rèiteachadh.
• Is e toradh an t-amas: Prìomh bhuaidh a truailleadh gas tha lùghdachadh ann an saothrachadh toradh, a tha ag eadar-theangachadh gu dìreach gu milleanan dolar ann an teachd-a-steach caillte airson aodach semiconductor.
• Dà phrìomh phròiseas: Tha a’ mhòr-chuid de cheumannan ann a bhith a’ dèanamh chip a’ toirt a-steach an dàrna cuid tasgadh (sreathan togail) no etch (pàtrain gràbhalaidh), a tha le chèile gu tur an urra ri ath-bheachdan ceimigeach mionaideach de ghasaichean fìor-ghlan.
• Tha earbsachd cudromach: Solaraiche earbsach anns an gas semiconductor feumaidh a’ mhargaidh cunbhalachd toraidh a nochdadh, gealltanas càileachd dearbhte tro obair-lann le teisteanas, agus riaghladh loidsistigs eòlach.
• Tha an àm ri teachd nas glaine: Mar a bhios semiconductors a’ fàs nas adhartaiche, tha an t-iarrtas airson ìrean eadhon nas àirde de purity gas (sìos gu pàirtean-gach-trillean) dìreach a’ fàs.