Կիսահաղորդիչների արտադրությունը հիմնված է գազերի լայն տեսականիի վրա, որոնք կարելի է դասակարգել երեք հիմնական տեսակի. զանգվածային գազեր, մասնագիտացված գազեր, և փորագրող գազեր։ Այս գազերը պետք է ունենան չափազանց բարձր մաքրություն՝ կանխելու համար աղտոտումը, որը կարող է փչացնել արտադրության նուրբ և բարդ գործընթացը:

Զանգվածային գազեր

Ազոտ (N2):

Դերը. N2-ը ծառայում է բազմաթիվ նպատակների, ներառյալ մաքրման գործընթացի խցիկները և իներտ մթնոլորտի ապահովումը կիսահաղորդիչների արտադրության տարբեր փուլերում:
Լրացուցիչ նշումներ. Ազոտը հաճախ օգտագործվում է սիլիցիումի վաֆլի տեղափոխման և պահպանման համար՝ օքսիդացումը նվազագույնի հասցնելու համար: Նրա իներտ բնույթն ապահովում է, որ այն չի արձագանքում այլ նյութերի հետ, ինչը այն դարձնում է իդեալական մաքուր մշակման միջավայրը պահպանելու համար:

Արգոն (Ar):
Դերը. Բացի պլազմային պրոցեսներում իր ներգրավվածությունից, արգոնը կարևոր դեր է խաղում այն ​​գործընթացներում, որտեղ վերահսկվող գազի բաղադրությունը կարևոր է:
Լրացուցիչ նշումներ. Քանի որ այն չի փոխազդում նյութերի մեծ մասի հետ, արգոնն օգտագործվում է նաև ցողման համար, որն օգնում է մետաղի կամ դիէլեկտրիկ թաղանթների նստեցմանը, որտեղ մակերեսները պետք է պահպանվեն առանց աղտոտման:

Հելիում (Նա):
Դերը. Հելիումի ջերմային հատկությունները դարձնում են այն անգնահատելի ռեակտիվ պրոցեսների ընթացքում սառեցման և ջերմաստիճանի կայունության պահպանման համար:
Լրացուցիչ նշումներ. այն հաճախ օգտագործվում է լիտոգրաֆիայի համար բարձր էներգիայի լազերային համակարգերում՝ իր ոչ ռեակտիվ բնույթի և օպտիկական ուղին աղտոտվածությունից զերծ պահելու ունակության պատճառով:

Ջրածին (H2):
Դերը. Ջրածինը, բացի եռացման մեջ իր կիրառությունից, նաև օգնում է մաքրել վաֆլի մակերեսը և կարող է մասնակցել էպիտաքսիայի ժամանակ քիմիական ռեակցիաներին:
Լրացուցիչ նշումներ. Բարակ թաղանթների նստվածքում ջրածնի օգտագործումը թույլ է տալիս ավելի մեծ վերահսկել կիսահաղորդչային նյութերում կրիչի կոնցենտրացիան՝ զգալիորեն փոփոխելով դրանց էլեկտրական հատկությունները:

Մասնագիտացված գազեր և դոպանտներ

Սիլան (SiH4):
Դերը. Բացի սիլիցիումի նստվածքի նախադրյալ լինելուց, սիլանը կարող է պոլիմերացվել պասիվացնող թաղանթի մեջ, որը բարելավում է էլեկտրոնային բնութագրերը:
Լրացուցիչ նշումներ. նրա ռեակտիվությունը պահանջում է զգույշ վերաբերմունք՝ անվտանգության նկատառումներից ելնելով, հատկապես օդի կամ թթվածնի հետ խառնվելու դեպքում:

Ամոնիակ (NH3):
Դերը. Բացի նիտրիդային թաղանթներ արտադրելուց, ամոնիակը կարևոր նշանակություն ունի պասիվացման շերտերի արտադրության մեջ, որոնք բարձրացնում են կիսահաղորդչային սարքերի հուսալիությունը:
Լրացուցիչ նշումներ. Այն կարող է ներգրավվել գործընթացներում, որոնք պահանջում են ազոտի ներածում սիլիցիումի մեջ՝ բարելավելով էլեկտրոնային հատկությունները:

Ֆոսֆին (PH3), Արսին (AsH3) և դիբորան (B2H6):
Դերը. Այս գազերը ոչ միայն կարևոր են դոպինգի համար, այլև կարևոր են առաջադեմ կիսահաղորդչային սարքերում ցանկալի էլեկտրական հատկությունները ձեռք բերելու համար:
Լրացուցիչ նշումներ. դրանց թունավորությունը պահանջում է խիստ անվտանգության արձանագրություններ և մոնիտորինգի համակարգեր արտադրական միջավայրերում՝ վտանգները մեղմելու համար:

Փորագրման և մաքրման գազեր

Ֆտորածխածիններ (CF4, SF6):
Դերը. Այս գազերը օգտագործվում են չոր փորագրման գործընթացներում, որոնք առաջարկում են բարձր ճշգրտություն՝ համեմատած թաց փորագրման մեթոդների հետ:
Լրացուցիչ նշումներ․

Քլոր (Cl2) և ջրածնի ֆտոր (HF):
Դերը. քլորն ապահովում է ագրեսիվ փորագրման հնարավորություններ, հատկապես մետաղների համար, մինչդեռ HF-ը շատ կարևոր է սիլիցիումի երկօքսիդի հեռացման համար:
Լրացուցիչ նշումներ. Այս գազերի համակցությունը թույլ է տալիս արդյունավետ շերտ հեռացնել արտադրության տարբեր փուլերում՝ ապահովելով մաքուր մակերեսներ հետագա մշակման քայլերի համար:

Ազոտի տրիֆտորիդ (NF3):
Դերը. NF3-ը առանցքային է CVD համակարգերում շրջակա միջավայրի մաքրման համար՝ արձագանքելով աղտոտիչներին՝ օպտիմալ արդյունավետությունը պահպանելու համար:
Լրացուցիչ նշումներ. Չնայած ջերմոցային գազերի ներուժի վերաբերյալ մտահոգություններին, NF₃-ի մաքրման արդյունավետությունը այն դարձնում է նախընտրելի ընտրություն շատ գործարաններում, թեև դրա օգտագործումը պահանջում է զգույշ բնապահպանական ուշադրություն:

Թթվածին (O2):
Դերը. Օքսիդացման գործընթացները, որոնք նպաստում են թթվածին, կարող են ստեղծել էական մեկուսիչ շերտեր կիսահաղորդչային կառույցներում:
Լրացուցիչ նշումներ. թթվածնի դերը սիլիցիումի օքսիդացումն ուժեղացնելու գործում՝ SiO2 շերտերի ձևավորման համար կարևոր է շղթայի բաղադրիչների մեկուսացման և պաշտպանության համար:

Առաջացող գազեր` կիսահաղորդչային Արտադրություն

Բացի վերը թվարկված ավանդական գազերից, կիսահաղորդիչների արտադրության գործընթացում ուշադրություն են գրավում նաև այլ գազեր, այդ թվում՝

Ածխածնի երկօքսիդ (CO₂): Օգտագործվում է որոշ մաքրման և փորագրման ծրագրերում, մասնավորապես՝ առաջադեմ նյութերի հետ կապված:

Սիլիցիումի երկօքսիդ (SiO2): Թեև ստանդարտ պայմաններում գազ չէ, սիլիցիումի երկօքսիդի գոլորշիացված ձևերը օգտագործվում են որոշակի նստեցման գործընթացներում:

Բնապահպանական նկատառումներ

Կիսահաղորդչային արդյունաբերությունը ավելի ու ավելի է կենտրոնանում շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության նվազեցման վրա, որը կապված է տարբեր գազերի օգտագործման հետ, հատկապես այն գազերի, որոնք հզոր ջերմոցային գազեր են: Սա հանգեցրել է գազի կառավարման առաջադեմ համակարգերի զարգացմանը և այլընտրանքային գազերի հետազոտմանը, որոնք կարող են նմանատիպ առավելություններ ապահովել ավելի ցածր բնապահպանական հետքով:

Եզրակացություն

Կիսահաղորդիչների արտադրության մեջ օգտագործվող գազերը կարևոր դեր են խաղում արտադրական գործընթացների ճշգրտության և արդյունավետության ապահովման գործում: Տեխնոլոգիաների առաջընթացի հետ մեկտեղ կիսահաղորդչային արդյունաբերությունը շարունակաբար ձգտում է բարելավել գազի մաքրությունը և կառավարումը, միաժամանակ անդրադառնալով դրանց օգտագործման հետ կապված անվտանգության և բնապահպանական խնդիրներին: