ნახევარგამტარული ინდუსტრია, როგორც თანამედროვე ტექნოლოგიური განვითარების ბირთვი, მოიცავს უამრავ მაღალი სიზუსტის და მაღალი სისუფთავის აირს მის წარმოების პროცესში. სპეციალიზებული აირები ნახევარგამტარებისთვის ეხება აირებს, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ნახევარგამტარული მასალის წარმოებაში, ჩიპის წარმოებაში, თხელი ფენის დეპონირებაში, ჭედურობასა და სხვა პროცესებში. ეს აირები უნდა აკმაყოფილებდეს მკაცრ მოთხოვნებს სისუფთავის, სტაბილურობისა და რეაქციის პროცესების ზუსტი კონტროლისთვის. ამ სტატიაში განვიხილავთ რამდენიმე საერთო სპეციალიზებულ გაზს, რომლებიც გამოიყენება ნახევარგამტარებში და განიხილავს მათ როლს ნახევარგამტარების წარმოების პროცესში.

1. წყალბადი (H2)

წყალბადი ფართოდ გამოიყენება ნახევარგამტარების წარმოებაში, განსაკუთრებით ქიმიური ორთქლის დეპონირების (CVD) და შემცირების რეაქციებში. CVD-ში წყალბადს ხშირად ურევენ სხვა აირებს თხელი ფენების გასაზრდელად, როგორიცაა სილიკონის ფირები. წყალბადი ასევე მოქმედებს როგორც შემცირების აგენტი ლითონის დეპონირებისა და ოქსიდის მოცილების პროცესებში. გარდა ამისა, წყალბადი გამოიყენება ნახევარგამტარული ვაფლის გასაწმენდად და დასამუშავებლად, რათა ეფექტურად მოაცილოს ზედაპირული დამაბინძურებლები და გააუმჯობესოს ჩიპების ხარისხი.

2. აზოტი (N2)

აზოტი, ინერტული აირი, ძირითადად გამოიყენება ნახევარგამტარების წარმოებაში ჟანგბადისგან თავისუფალი გარემოს უზრუნველსაყოფად. იგი ჩვეულებრივ გამოიყენება აღჭურვილობის გაწმენდაში, გაგრილების პროცესებში და როგორც გამხსნელი რეაქციის ატმოსფეროში. ორთქლის დეპონირებისა და ამოღების პროცესებში, აზოტს ხშირად ურევენ სხვა გაზებს, რათა მოხდეს რეაქციის პირობების სტაბილიზაცია და რეაქციის სიჩქარის კონტროლი. აზოტი ასევე გამოიყენება დაჟანგვის ჩასახშობად, მგრძნობიარე მასალების დაცვას ჟანგვის დაზიანებისგან.

3. ჟანგბადი (O2)

ჟანგბადი გადამწყვეტ როლს ასრულებს ნახევარგამტარების ინდუსტრიაში, განსაკუთრებით ჟანგვის პროცესებში. სილიკონის ვაფლის ზედაპირზე სილიციუმის დიოქსიდის ფენის წარმოქმნისას აუცილებელია ჟანგბადი. ჟანგბადის შეყვანით, სილიკონის ზედაპირზე წარმოიქმნება ერთიანი ოქსიდის ფენა, რომელიც სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ელექტრული მუშაობისთვის და მოწყობილობის სტაბილურობისთვის. ჟანგბადი ასევე გამოიყენება გაწმენდისა და ამოღების პროცესებში, სხვა ქიმიურ აირებთან რეაქციაში ოქსიდების წარმოქმნის ან ლითონის გარკვეული ფირების მოსაშორებლად.

4. ნახშირბადის ტეტრაფტორიდი (CF4)

ნახშირბადის ტეტრაფტორიდი ფართოდ გამოიყენება გრავირების პროცესებში. ნახევარგამტარული ჭურვის დროს, CF4 შერეულია სხვა გაზებთან, რათა ეფექტურად ამოიღონ სილიციუმის, სილიციუმის ნიტრიდის, ლითონის და სხვა მასალების თხელი ფენები. როდესაც CF4 აერთიანებს ფტორს, ის აყალიბებს ფტორებს, რომლებსაც აქვთ ძლიერი რეაქტიულობა და შეუძლიათ ეფექტურად ამოკვეთონ სამიზნე მასალა. ეს გაზი გადამწყვეტია ინტეგრირებული მიკროსქემის წარმოებაში მაღალი სიზუსტის ნიმუშის ფორმირებისთვის.

5. წყალბადის ქლორიდი (HCl)

გაზი წყალბადის ქლორიდი ძირითადად გამოიყენება როგორც აირების გაზი, განსაკუთრებით ლითონის მასალების დამუშავებისას. იგი რეაგირებს ლითონის ფენებთან ქლორიდების წარმოქმნით, რაც საშუალებას აძლევს ლითონის ფენების მოცილებას. ეს პროცესი ფართოდ გამოიყენება თხელი ლითონის ფირების ნიმუშის შესაქმნელად, რაც უზრუნველყოფს ჩიპური სტრუქტურების სიზუსტეს.

6. აზოტის ტრიფტორიდი (NF3)

აზოტის ტრიფტორიდი ძირითადად გამოიყენება პლაზმური ოქროვის მოწყობილობაში დეპონირების ნარჩენების გასაწმენდად. პლაზმური ჭრის პროცესებში, NF3 რეაგირებს დეპონირებულ მასალებთან (როგორიცაა სილიციუმის ფტორიდები) ადვილად მოსახსნელი ფტორების წარმოქმნით. ეს გაზი უაღრესად ეფექტურია გაწმენდის პროცესში, ეხმარება შეინარჩუნოს ჭურჭლის სისუფთავე და გააუმჯობესოს წარმოების პროცესების სიზუსტე და ეფექტურობა.

7. სილანი (SiH4)

სილანი არის საყოველთაოდ გამოყენებული გაზი ქიმიური ორთქლის დეპონირებაში (CVD), განსაკუთრებით სილიკონის თხელი ფენების დეპონირებისთვის. სილანი იშლება მაღალ ტემპერატურაზე და წარმოქმნის სილიკონის ფენებს სუბსტრატის ზედაპირზე, რაც გადამწყვეტია ნახევარგამტარების წარმოებაში. სილანის დინების და რეაქციის პირობების რეგულირებით, დეპონირების სიჩქარე და ფილმის ხარისხი ზუსტად შეიძლება კონტროლდებოდეს.

8. ბორის ტრიფტორიდი (BF3)

ბორის ტრიფტორიდი არის მნიშვნელოვანი დოპინგ გაზი, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ბორის დოპინგის პროცესში ნახევარგამტარების წარმოებაში. იგი გამოიყენება კრისტალის ელექტრული თვისებების დასარეგულირებლად სილიკონის სუბსტრატთან რეაქციით სასურველი დოპინგ ფენის წარმოქმნით. ბორის დოპინგის პროცესი აუცილებელია P-ტიპის ნახევარგამტარული მასალების შესაქმნელად და BF₃ გაზი თამაშობს გადამწყვეტ როლს ამ პროცესში.

9. გოგირდის ჰექსაფტორიდი (SF₆)

გოგირდის ჰექსაფტორიდი ძირითადად გამოიყენება ნახევარგამტარული ოქროვის პროცესებში, განსაკუთრებით მაღალი სიზუსტის ოქროვის დროს. მაღალი ელექტრული საიზოლაციო თვისებების და ქიმიური სტაბილურობის გამო, SF₆ შეიძლება გაერთიანდეს სხვა აირებთან, რათა ზუსტად ამოიღონ მასალის ფირები და უზრუნველყოს ზუსტი ნიმუშები. იგი ასევე ფართოდ გამოიყენება იონური ოქროვის დროს, ეფექტურად აშორებს არასასურველ ლითონის ფილმებს.

დასკვნა

ნახევარგამტარებისთვის სპეციალიზებული აირები შეუცვლელ როლს თამაშობენ ინტეგრირებული სქემების წარმოებაში. ტექნოლოგიის წინსვლასთან ერთად, იზრდება ამ გაზების უფრო მაღალი სისუფთავისა და ეფექტურობის მოთხოვნა, რაც მიმწოდებლებს უბიძგებს მუდმივად გააუმჯობესონ გაზების ხარისხი და ტიპები. სამომავლოდ, ნახევარგამტარების ინდუსტრია გააგრძელებს ამ სპეციალიზებულ გაზებზე დაყრდნობას, რათა მხარი დაუჭიროს შემდეგი თაობის ჩიპებისა და ტექნოლოგიური ინოვაციების წარმოებას. ამიტომ, ნახევარგამტარული სპეციალიზებული გაზების გაგება და გამოყენება გადამწყვეტი იქნება ნახევარგამტარული ინდუსტრიის უწყვეტი განვითარებისთვის.