N'ụwa nke teknụzụ ọgbara ọhụrụ, nke semiconductor bụ eze. Mpekere ndị a dị mgbagwoju anya na-enye ike site na ekwentị anyị ruo ụgbọ ala anyị yana ebe data na-agba ịntanetị. Ma gịnị na-enye ike ịmepụta ibe ndị a? Azịza ya, ihe ijuanya, bụ gas. Ọ bụghị naanị nke ọ bụla gas, ma elu-ọcha gas nke ịdị ọcha a na-apụghị ichetụ n'echiche. Dị ka Allen, onye nwe ụlọ ọrụ mmepụta ihe nke nwere ahịrị mmepụta asaa na-ahụ maka ikuku nke ụlọ ọrụ, ahụla m n'onwe m ka ọchịchọ ịdị ọcha sirila gbasaa. Edemede a bụ maka ndị isi azụmaahịa dị ka Mark Shen, bụ ndị na-ebute ụzọ n'ihu gas njikọ mbunye. Ị ghọtara àgwà na ọnụahịa, mana iji duzie n'ahịa a, ịkwesịrị ịghọta ihe kpatara ya. Anyị ga-demystify mgbagwoju ụwa nke mmepụta semiconductor, na-akọwa n'ụzọ dị mfe ihe mere otu onye kpafuo urughuru na a gas iyi nwere ike na-eri ụlọ mmepụta ihe ọtụtụ nde. Nke a bụ ntuziaka gị maka ịsụ asụsụ nke ụlọ ọrụ semiconductor na ịghọ onye mmekọ dị mkpa.

Kedu ọrụ gas na-arụ n'ịme Semiconductor Chip?

N'ime obi ya, mmepụta semiconductor bụ usoro nke iwu microscopic, multi-layered eletriki sekit na mkpa diski nke silicon, mara dị ka a wafer. Weregodị ya na ị na-agbalị ịrụ ụlọ elu nke hà ka stampụ akwụkwọ ozi, nke nwere ọtụtụ ijeri ọnụ ụlọ na paseeji. Nke ahụ bụ ọnụ ọgụgụ anyị na-ekwu maka ya. Iji mezuo nke a, ịnweghị ike iji ngwa anụ ahụ. Kama, dum usoro mmepụta ihe na-adabere na usoro mmeghachi omume kemịkalụ ziri ezi, na ihe bụ isi maka mmeghachi omume ndị a bụ gas.

Gases na-arụ ọrụ dị ka aka na-adịghị ahụ anya na-ewu sekit ndị a. Ha na-arụ ọtụtụ ọrụ dị egwu. Ụfọdụ, dị ka nitrogen, mepụta ebe dị ọcha ma kwụsie ike, na-egbochi mmeghachi omume na-achọghị. Ndị ọzọ, nke a maara dị ka gas usoro, bụ ihe ndị e ji arụ ụlọ ma ọ bụ ngwá ọrụ akpụ akpụ. Dị ka ihe atụ, kpọmkwem ụdị gas enwere ike iji dobe ihe na-eduzi microscopic, ebe ọzọ gas eji kpomkwem ihe ozo pụọ ihe na-etolite a sekit ụzọ. Nzọụkwụ ọ bụla, site na ihicha wafer iji wuo transistor ikpeazụ, gụnyere otu gas ma ọ bụ ngwakọta nke gas. Nkenkenke nke gas eruba na ihe mejupụtara kemịkalụ ya na-ekwupụta ihe ịga nke ọma nke mgbawa n'ichepụta usoro.

Kedu ihe kpatara ịdị ọcha ji dị mkpa na nrụpụta Semiconductor?

Na ndụ anyị kwa ụbọchị, obere uzuzu ma ọ bụ mmetọ ikuku abụghị nnukwu ihe. Ma n'ime a semiconductor ụlọ ọrụ mmepụta ihe, ma ọ bụ "fab," ọ bụ ọdachi. Akụkụ ndị a na-ewu na a silicon wafer a na-atụkarị ya na nanometer—nke ahụ bụ ijeri ụzọ otu mita. N'iburu nke ahụ n'uche, otu ntutu isi mmadụ dị ihe dị ka nanometer 75,000 n'obosara. Obere uzuzu urughuru ị na-apụghị ọbụna ịhụ bụ nnukwu nkume na ụwa nke semiconductor imepụta ihe.

Nke a kpatara ya ịdị ọcha bụ otu n'ime ihe kachasị mkpa nke gas eji na semiconductor mmepụta. Molecule ọ bụla a na-achọghị—ma ọ̀ bụ molekul mmiri kpafuru akpafu, obere ígwè urughuru, ma ọ bụ dị iche gas molekul—a na-ewere dị ka adịghị ọcha. Nke a mmetọ nwere ike ịkpaghasị ndị siri ike kpamkpam mmeghachi omume kemịkal na-eme na wafer's elu. Otu otu adịghị ọcha nwere ike igbochi sekit ka ọ ghara ịmalite, mee ka obere sekit, ma ọ bụ gbanwee ya Njirimara eletriki nke semiconductor ihe. N'ihi na otu wafer nwere ike ịnwe ọtụtụ narị ma ọ bụ puku kwuru puku ibe, otu obere mmejọ nwere ike ibute nnukwu mfu ego. Usoro niile na-achọ ihe ọkwa kachasị elu nke ịdị ọcha ịrụ ọrụ ma ọlị.

Kedu ka adịghị ọcha na Gases Wreck Semiconductor Production si eme?

Mgbe a adịghị ọcha dị na usoro gas, o nwere ike ime "egbu egbu ntụpọ"Nke a abụghị naanị obere ntụpọ; ọ bụ a ntụpọ nke na-enye microchip dum na ngalaba nke wafer abaghị uru. Ka anyị lee otú nke a si eme. N'oge ntinye ego na-adọ, ebe mkpa fim na-ewu oyi akwa site oyi akwa, na-achọghị urughuru nwere ike ịda n'elu. Mgbe a na-edobe oyi akwa na-esote n'elu, ọ na-emepụta ihe na-adịghị mma ma ọ bụ ihe efu. Nkwarụ a nwere ike imebi njikọ eletrik ma ọ bụ mepụta nke a na-atụghị anya ya, na-ebibi transistor a na-arụ nke ọma.

Nsonaazụ nke a bụ ihe na-agbawa obi ruo n'ala ala fab. Ihe metrik izizi maka ịga nke ọma na a semiconductor fab bụ "mkpụrụ"-pasent nke ibe na-arụ ọrụ a na-emepụta site na otu wafer. Ọbụna obere dobe na Mmụba, site na 95% ruo 90%, nwere ike ịnọchite anya ọtụtụ nde dollar na ego furu efu. Gas adịghị ọcha bụ kpọmkwem ihe kpatara belata Mmụba. Nke a kpatara ya ndị na-emepụta semiconductor na-amasi gas dị ọcha. Ha kwesịrị ijide n'aka na gas Ịbanye ngwá ọrụ ha nwere ọtụtụ ijeri dollar bụ nnọọ free na nke ọ bụla mmeru nke ahụ nwere ike imebi ya usoro mmepụta semiconductor. Ọ bụ egwuregwu nke njiri anya n'ile anya ebe enweghị ohere maka njehie.

Kedu ihe bụ isi gas a na-eji na nrụpụta Semiconductor?

The nso nke gas eji na ụlọ ọrụ semiconductor buru ibu, ma ha na-adaba n'ụdị abụọ: nnukwu gas na gas pụrụ iche.

• Nnukwu gas: A na-eji ihe ndị a mee ihe n'ọtụtụ buru ibu ma na-etolite ntọala nke gburugburu ebe nrụpụta.

  • Nitrogen (N₂): Nke a bụ ihe eji arụ ọrụ. Ultra-elu ịdị ọcha Nitrogen a na-eji emepụta "ikuku" inert n'ime ngwá ọrụ mmepụta ihe. Nke a na-ekpochapụ oxygen, mmiri, na ihe ndị ọzọ, na-egbochi oxidation na-achọghị ma ọ bụ mmetọ nke wafer.
  • Hydrogen (H₂): A na-ejikarị ya na gas ndị ọzọ, hydrogen dị oké mkpa maka ụfọdụ ntinye ego Usoro na maka imepụta gburugburu kemịkalụ akọwapụtara nke ukwuu achọrọ iji wuo ihe owuwu transistor.
  • Argon (Ar): Dị ka inert gas, A na-eji Argon eme ihe na usoro a na-akpọ sputtering, bụ ebe a na-eji bọmbụ atụba ihe ndị a na-achọsi ike, na-akụ atom atọ nke na-etinye na ya. wafer. A na-ejikwa ya emepụta ihe plasma n'ọtụtụ ihe ozo usoro.

• Gasị Ọpụrụiche: Ndị a bụ ikuku dị mgbagwoju anya, na-enwekarị ihe ize ndụ, na nke arụrụ arụ nke ukwuu nke ejiri mee usoro nhazi. Ha bụ ihe ndị "na-arụ ọrụ".

  • Etchants: A na-eji gas dị ka chlorine (Cl₂) na hydrogen bromide (HBr) kpụọ ma ọ bụ nke ọma. ihe ozo ụkpụrụ n'ime n'ígwé nke wafer.
  • Dopants: A na-eji gas dị ka arsine (AsH₃) na phosphine (PH₃) mee ihe iji kpachapụ anya webata otu. adịghị ọcha banye na silicon iji gbanwee akụrụngwa eletrik ya, nke bụ otú e si achịkwa transistor.
  • Gases nkwụnye ego: Silane (SiH₄) bụ ihe atụ ama ama, ejiri dị ka isi iyi nke silicon itinye ihe nkiri dị mkpa.

Maka onye na-ahụ maka ịzụ ahịa dị ka Mark, ọ dị mkpa ịmara na n'agbanyeghị gas ndị a niile dị iche, ha na-ekerịta otu ihe a chọrọ: oke. ịdị ọcha.

Ị nwere ike ịkọwa nkwụnye ego na etching n'okwu dị mfe?

Semiconductor mmepụta gụnyere ọtụtụ narị usoro, mana ọtụtụ n'ime ha bụ ọdịiche nke usoro abụọ dị mkpa: ntinye ego na ihe ozo. Ịghọta ihe ndị a n'ụzọ dị mfe bụ isi iji ghọta ọrụ nke gas.

1. Nkwụnye ego: Iwuli elu
Chee echiche ntinye ego dị ka ịgbasa-ese na ụmụ irighiri ihe. Ebumnobi bụ ịgbakwunye oyi akwa nke ihe na-adịchaghị mma, nke dabara nke ọma na ya silicon wafer.

• Usoro: Usoro gas (dị ka silane) agwakọta ya na a gas na-ebu (dị ka nitrogen ma ọ bụ hydrogen). Nke a gas A na-ewebata ngwakọta n'ime ụlọ nwere wafer. A mmeghachi omume kemịkal na-akpalite, ọtụtụ mgbe site na okpomọkụ ma ọ bụ a plasma, na-eme ka ụmụ irighiri ihe na-eme ka ha "na-asọpụta" n'ime gas na-etolite siri ike ihe nkiri dị mkpa na wafer's elu.
• Ihe kpatara ịdị ọcha ji dị mkpa: Ọ bụrụ na enwere mmetọ urughuru n'ime gas iyi, ọ dị ka ntụpọ ntụ na-abanye n'ime agba agba gị. A ga-etinye ya na oyi akwa ọhụrụ, na-emepụta ihe nhazi ntụpọ. Ọ bụrụ na enwere ihe na-achọghị gas molecule, ọ nwere ike meghachi omume na-ezighi ezi, na-agbanwe kemịkalụ kemịkalụ na ihe eletriki nke oyi akwa.

2. Etching: Ịkpụ sekit
Mgbe emechara oyi akwa, ịkwesịrị ịkpụ ụkpụrụ sekit n'ime ya. Etch bụ usoro nke ahọpụtara iwepu ihe.

• Usoro: Nke wafer a na-ekpuchi ya na ihe na-emetụ ọkụ nke a na-akpọ photoresist. A na-atụnye ụkpụrụ n'elu ya (dị ka stencil). A na-esizi ike ebe ndị ahụ ekpughere. Nke wafer a na-etinyezi ya n'ime ụlọ jupụtara n'ihe nrịbama gas (dị ka ihe mejupụtara fluorine). Nke a gas na-agba ume n'ime a plasma steeti, na-eme ka ọ na-emeghachi omume nke ukwuu. Nke plasma bombard na wafer, kemịkalụ na-erichapụ ihe ndị ahụ naanị na mpaghara anaghị echekwa stencil.
• Ihe kpatara ịdị ọcha ji dị mkpa: Ihe adịghị ọcha na gas eji maka etching nwere ike gbanwee ọnụego mmeghachi omume. Nke a nwere ike ime ka sekit ndị ahụ kpụọ oke obosara, dị warara ma ọ bụ na ọ bụghị ma ọlị. Otu igwe urughuru adịghị ọcha nwere ike ọbụna igbochi ihe ozo usoro n'otu obere ntụpọ, na-ahapụ n'azụ a "post" nke ihe na-achọghị na mkpirisi sekit.

Kedu ka esi atụle ma na-edobe ịdị ọcha nke Ultra-High Gas?

N'ime ụlọ ọrụ semiconductor zuru ụwa ọnụ, Ọkọlọtọ nha ịdị ọcha dịka "pasent" abaghị uru. Anyị na-emekọ ihe mmetọ n'ihe ọ̀tụ̀tụ̀ siri ike nghọta. A na-atụ ịdị ọcha n'ime akụkụ kwa puku ijeri (ppt). Nke a pụtara maka onye ọ bụla puku ijeri gas molecules, enwere ike inwe naanị otu ma ọ bụ abụọ ụmụ irighiri ihe na-adịghị ọcha.

Iji nweta ma nyochaa ọkwa a nke gas dị ọcha, a ọkaibe usoro nke gas ọcha na nyocha achọrọ.

N'ụlọ ọrụ anyị, ọ bụghị naanị na anyị na-emepụta ihe gas; anyị dị ndụ na-eku ume njikwa mma. Nke gas ọkọnọ yinye maka a semiconductor fab gụnyere ihe nchacha pụrụ iche arụnyere n'ebe eji. Ọzọkwa, elu nyocha gas a na-eji ngwá ọrụ eme ihe ezigbo oge nlekota. Usoro dị ka ikuku ikuku ionization uka spectrometry (APIMS) nwere ike ịrụ ọrụ nchọpụta adịghị ọcha gbadaa na akụkụ-kwa-trillion larịị, n'ịhụ na ehp gas (ultra-high ịdị ọcha) ịbanye usoro ngwá ọrụ zuru oke.

Kedu ihe na-eme ka ndị na-ebupụta gas dị elu dị ọcha bụrụ ntụkwasị obi?

Maka onye isi ịzụ ahịa dị ka Mark, onye nwetara ihe mgbu nke igbu oge mbupu na asambodo aghụghọ, ntụkwasị obi bụ ihe niile. N'ụwa nke semiconductor dị elu gas, ntụkwasị obi dabere na ogidi atọ: Nkwekọrịta Mmepụta, Nkwenye Ogo, na Ọkachamara Logistical.

1. Nkwekọrịta mmepụta: Onye na-ebubata ihe a pụrụ ịdabere na ya ga-enwerịrị ikike mmepụta ihe siri ike yana nke anaghị arụ ọrụ. Anyị factory si asaa mmepụta ahịrị, ọmụmaatụ, hụ na anyị nwere ike izute elu ina na nsogbu dị n'otu ahịrị anaghị akwụsị mmepụta anyị niile. Nke a na-ebelata ihe ize ndụ nke nkwụsị ọkọnọ nke nwere ike mechie ọtụtụ ijeri dollar semiconductor fab.
2. Nkwanye mma nke ọma: O zughị ezu ikwu na ị nwere elu dị ọcha gas. Ị ga-enwerịrị ike igosi ya. Nke a pụtara itinye ego na akụrụngwa nyocha nke ọgbara ọhụrụ maka nchọpụta adịghị ọcha. Ọ pụtakwara ịnye asambodo nyocha (CoA) n'ụzọ doro anya na mbupu ọ bụla. Ịlụso aghụghọ akwụkwọ ọgụ bụ maka iwulite mmekọrịta ogologo oge dabere na ntụkwasị obi na data enwere ike ikwenye.
3. Ọkachamara Lojistik: Inweta a gas na-emebi emebi ma ọ bụ mmiri mmiri cryogenic si China gaa USA adịghị mfe. Ọ na-achọ arịa pụrụ iche, ihe ọmụma nke ụkpụrụ mbupu mba ụwa, yana atụmatụ dị mkpa iji zere igbu oge. Onye na-ebubata ihe a pụrụ ịdabere na ya ghọtara na nke a abụghị naanị ibupu igbe; ọ na-achịkwa akụkụ dị oke egwu nke ụwa semiconductor njikọ mbunye.

Kedu ihe dị iche n'etiti nnukwu gas na gas pụrụ iche?

Ịghọta ọdịiche dị n'etiti nnukwu gas na ọpụrụiche gas bụ isi ihe maka onye ọ bụla na-etinye aka na isi mmalite maka ihe ụlọ ọrụ semiconductor. Ebe ha abụọ chọrọ oke ịdị ọcha, ọnụ ọgụgụ ha, njikwa ha, na ntinye ha dị nnọọ iche.

Nnukwu gas, dị ka Nnukwu Gasị Ọpụrụiche Ọpụrụiche, rụtụ aka gas dị ka nitrogen, oxygen, argon, na hydrogen. Ha bụ ntọala nke gburugburu fab. Okwu a bu "oke" na-ezo aka n'onu ogugu ejiri mee ihe. A na-emepụta gas ndị a na saịtị ma ọ bụ dị nso ma na-ebuga ya site na pipeline raara onwe ya nye ozugbo na sistemụ nkesa n'ime ụlọ a. Ihe ịma aka ndị bụ isi ebe a bụ idobe ịdị ọcha n'elu nnukwu netwọk nkesa na ịhụ na ọ naghị akwụsị akwụsị, oke olu.

Ọpụrụiche Gas (ma ọ bụ eletrọnịkị gas) na-ezo aka n'ụdị sara mbara nke ikuku ikuku, na-emeghachi omume, ma ọ bụ nke dị ize ndụ nke a na-eji na obere nha maka usoro usoro dị ka etching na ntinye ego. Ọmụmaatụ gụnyere silane, amonia, boron trichloride, na nitrogen trifluoride. A na-ebuga ndị a na cylinders dị elu nke ọ bụla. Ihe ịma aka na ọpụrụiche gas bụ nchekwa dị oke egwu na njikwa, na-ahụ na ngwakọta zuru oke maka ngwakọta gas, yana igbochi mmeghachi omume kemịkalụ ọ bụla n'ime cylinder nke nwere ike imebi. mma gas.

Kedu ka ọchichọ maka Semiconductor Gas dị ọcha si agbasa?

Nke ụlọ ọrụ semiconductor anaghị ada ada. Iwu Moore, nleba anya na ọnụ ọgụgụ transistor na mgbawa na-abawanye ihe dịka afọ abụọ ọ bụla, na-aga n'ihu na-agbanye oke physics. Ka transistors na-ebelata, ha na-enwe mmetụta nke ukwuu karị mmetọ. A urughuru nha nke a nabatara afọ ise gara aga bụ "onye na-egbu mmadụ ntụpọ" taa.

Nke a na-adịghị agwụ agwụ mbanye maka obere na ike ibe pụtara ọchịchọ nke ọbụna elu-etoju nke gas dị ọcha na-eto eto. Anyị na-esi n'ụwa ebe akụkụ-kwa-ijeri bụ ọkọlọtọ ọla edo gaa n'otu ebe akụkụ-kwa-trillion bụ ntinye kacha nta chọrọ maka. elu semiconductor ọnụ. Ọzọkwa, ihe ọhụrụ na mgbawa architectures, dị ka 3D NAND na Gate-All-Around (GAA) transistors, chọrọ dum Pọtụfoliyo ọhụrụ. gas na-esote ọgbọ ngwakọta na precursors. Dị ka ndị na-emepụta gas, anyị nọ n'ọsọ ọhụrụ nke ihe ọhụrụ mgbe niile, na-emepe teknụzụ dị ọcha na ụzọ nyocha iji na-aga n'ihu. ụlọ ọrụ semiconductor zuru ụwa ọnụ.

Dị ka onye na-azụ ahịa, kedu asambodo dị mma ka m kwesịrị ịchọ?

Ịgagharị ụwa nke ndị na-ebubata nwere ike isi ike, karịsịa mgbe ị na-emeso ngwaahịa teknụzụ. Asambodo na-enye nkwado dị oke mkpa, nke ndị ọzọ maka ike onye na-ebubata ya na ntinye aka na ịdịmma. Mgbe ị na-emepụta ihe elu-ọcha gas maka ụlọ ọrụ semiconductor, ebe a bụ ihe ole na ole ị ga-achọ:

• ISO 9001: Nke a bụ asambodo dị mkpa maka sistemụ njikwa mma. Ọ na-egosi na onye na-eweta ngwaahịa nwere usoro akọwapụtara nke ọma na nke a na-emegharị maka mmepụta, nyocha na nnyefe.
• ISO/IEC 17025: Nke a bụ ihe siri ike. Ọ bụ ọkọlọtọ maka ntozu ụlọ nyocha na nhazigharị. Onye na-ebubata asambodo a egosila na ụlọ nyocha ụlọ ha - nke na-ewepụta Asambodo nyocha gị - ziri ezi na ntụkwasị obi.
• Nyocha a na-achọpụta: Na-achọ mgbe niile Asambodo Analysis (CoA) maka otu cylinder ma ọ bụ ogbe ọ bụla. Asambodo a kwesịrị ịkọwapụta ọkwa dị oke egwu adịghị ọcha na gas, tụrụ site kpọmkwem usoro nyocha dị ka chromatography gas ma ọ bụ uka spectrometry.

Dịka onye ndu siri ike dị ka Mark, ngwaọrụ gị kacha mma bụ ịjụ ajụjụ nyocha. Ajụla naanị "Nke a ọ bụ gas dị ọcha?" Jụọ "Olee otu ị ga-esi gosi na ọ dị ọcha? Gosi m asambodo ụlọ nyocha gị. Kọwaa usoro gị maka ịhụ na ọ na-agbanwe agbanwe n'ọtụtụ-na ọtụtụ." Onye ọkachamara n'ezie na onye mmekọ a pụrụ ịdabere na ya ga-anabata ajụjụ ndị a ma nwee obi ike na azịza doro anya.

Isi ihe eji eme ihe

• Gas bụ ngwá ọrụ: N'ime mmepụta semiconductor, gas abụghị naanị ihe; ha bụ ezigbo ngwa eji arụ ma kpụrụ sekit ndị dị obere na a silicon wafer.
• Ịdị ọcha bụ ihe niile: Ọnụ ọgụgụ nke mgbawa n'ichepụta dị obere na otu onye achọghị urughuru ma ọ bụ adịghị ọcha molekul nwere ike ibibi mgbawa, na-eme ultra-elu ịdị ọcha a na-abụghị negotiable chọrọ.
• Mpụta bụ ebumnuche: Mmetụta mbụ nke gas ofufe bụ mbelata n'ichepụta Mmụba, nke sụgharịrị ozugbo na ọtụtụ nde dollar na ego furu efu maka semiconductor fabs.
• Isi usoro abụọ: Ọtụtụ usoro ịme mgbawa gụnyere nke ọ bụla ntinye ego (ụlọ n'ígwé) ma ọ bụ ihe ozo (ụkpụrụ akpụrụ akpụ), nke ha abụọ dabere kpamkpam na mmeghachi omume kemịkalụ nke ikuku dị ọcha.
• Ntụkwasị obi bụ igodo: Onye na-ebubata ntụkwasị obi na semiconductor gas ahịa ga-egosipụta nkwụsi ike mmepụta, mmesi obi ike dị mma site na ụlọ nyocha enwetara, yana njikwa ngwa ngwa ọkachamara.
• Ọdịnihu dị ọcha: Dị ka semiconductor na-emewanye elu, na-achọ ọbụna elu-etoju nke gas dị ọcha (ruo akụkụ-kwa-trillion) ga-aga n'ihu na-eto naanị.