Huazhong Gas ir veltījuši sevi, lai apgūtu mākslu un zinātni rūpniecības un speciālā gāze ražošanu. Mūsdienu augsto tehnoloģiju pasaulē, jo īpaši pusvadītājs nozare, pieprasījums pēc īpaši augstas tīrības pakāpes gāzes nav tikai priekšroka; tā ir absolūta nepieciešamība. Šis raksts iedziļinās kritiskajā pasaulē piemaisījumu analīze priekš elektroniskās speciālās gāzes. Mēs izpētīsim, kāpēc pat visniecīgākais piemaisījums var būt kolosālas sekas, kā mēs atklājam šīs nenotveramās sekas piemaisījumu pēdasun ko tas nozīmē uzņēmumiem. Sapratne gāzes piemaisījumi un viņu metodes attīrīšana un atklāšana, piemēram, ICP-MS, ir galvenais, lai nodrošinātu mūsdienu uzticamību un veiktspēju elektronika. Šis gabals ir jūsu laika vērts, jo tas piedāvā rūpnīcas ieskatu par stingrības saglabāšanu elektronisko speciālo gāzu tīrība, stūrakmens pusvadītājs un elektronika nozarēs.

Kas īsti ir elektroniskās speciālās gāzes un kāpēc to tīrība ir tik svarīga pusvadītāju ražošanā?

Elektroniskās speciālās gāzes, ko bieži dēvē par elektroniskās gāzes vai pusvadītāju gāzes, ir unikāla kategorija augstas tīrības pakāpes gāzes un gāzu maisījumi īpaši izstrādāts sarežģītiem procesiem, kas saistīti ar elektronisko komponentu ražošanu. Padomājiet par viņiem kā par digitālā laikmeta neredzamajiem arhitektiem. Šie pusvadītājos izmantotās gāzes ražošana ietver daudzveidīgu klāstu, piemēram, silānu (SiH₄) silīcija slāņu uzklāšanai, slāpekļa trifluorīdu (NF₃) kameras tīrīšanai, argons (Ar) kā inerts vairogs, un dažādi dopinga gāzes piemēram, fosfīns (PH₃) vai arsīns (AsH₃), lai mainītu pusvadītājs materiāliem. termins "elektroniskā specialitāte" pati par sevi izceļ to pielāgoto pielietojumu un ārkārtējo precizitāti, kas nepieciešama to sastāvam. Tā nav jūsu ikdiena rūpnieciskās gāzes; to specifikācijas ir daudz stingrākas.

Vislielākā nozīme viņu tīrība nevar pārvērtēt, it īpaši pusvadītāju ražošana. Mūsdienu integrētajās shēmās (IC) ir tranzistori un vadošie ceļi, kas ir neticami mazi, bieži vien mēra nanometros (metra miljarddaļās). Šajā mikroskopiskajā mērogā pat viens nevēlams atoms - an piemaisījums—var darboties kā laukakmens mazā straumē, izjaucot paredzēto elektrisko plūsmu vai radot konstrukcijas defektus. Tas var novest pie bojātas mikroshēmas, un nozarē, kurā miljoniem mikroshēmu tiek ražotas uz vienas plāksnītes, var tikt radīts finansiāls un reputācijas kaitējums, ko rada plaši izplatīts piesārņojums var būt milzīgs. Tāpēc, elektronisko speciālo gāzu tīrība ir pamata pīlārs, uz kura viss elektronika un pusvadītāji nozares stendi. Jebkurš piemaisījums var apdraudēt ierīces veiktspēju, ražīgumu un uzticamību, padarot to stingru gāzes tīrība kontrole ir būtiska.

Uzņēmumā Huazhong Gas mēs saprotam, ka mūsu klienti pusvadītāju rūpniecība paļaujieties uz to, ka mēs nodrošināsim gāzes, kas atbilst vai pārsniedz "pieci deviņi" (99,999%) vai pat "seši deviņi" (99,9999%) tīrības līmeni. Tas nozīmē, ka jebkura piemaisījums jābūt koncentrācijā, kas ir zemāka par miljonajām daļām (ppm) vai pat daļām uz miljardu (ppb). Tādu sasniegšana un pārbaude augsta tīrības pakāpe līmeņi prasa izsmalcinātus attīrīšana tehnikas un, galvenais, progresīvas piemaisījumu analīze metodes. Negaidītā klātbūtne piemaisījums varētu arī norādīt uz problēmām ar gāzes baloni vai piegādes ķēdē, padarot konsekventas kvalitātes pārbaudes ļoti svarīgas. Mēs nodrošinām mūsu Slāpekļa balons piedāvājumi, piemēram, atbilst šiem stingrajiem standartiem, jo ​​slāpeklis ir darba gāze daudzos pusvadītāju ražošanas posmos.

Kā pat mikroskopiskie piemaisījumi var izsist no sliedēm pusvadītāju ražošanas līnijas?

Dažreiz ir grūti iedomāties, kā kaut kas tik mazs, a piemaisījumu pēdas mērot daļās uz miljardu (ppb) vai pat daļās uz triljonu (ppt), var radīt tik nozīmīgas problēmas. Bet pasaulē pusvadītājs ražošana, šie mikroskopiskie piesārņotāji ir galvenie ļaundari. Apskatīsim tipisku pusvadītāju izgatavošanas procesu: tas ietver desmitiem, dažreiz simtiem delikātu darbību, piemēram, nogulsnēšanu (plānu kārtiņu nolikšanu), kodināšanu (materiāla noņemšana) un jonu implantāciju (konkrētu atomu ievietošanu). Katrs solis ir balstīts uz precīzi kontrolētu ķīmisko vidi, ko bieži rada vai uztur elektroniskās speciālās gāzes. Ja a izmantota gāze vienā no šīm darbībām ir nevēlama piemaisījums, tas piemaisījums var iekļaut smalkajos slāņos pusvadītājs ierīci.

Piemēram, metāliskie piemaisījumi piemēram, nātrijs, dzelzs vai varš, pat ļoti zemās koncentrācijās var krasi mainīt silīcija elektriskās īpašības. Tie var radīt nevēlamus vadošus ceļus, izraisot īssavienojumus, vai darboties kā "slazdiem", kas kavē elektronu plūsmu, palēninot ierīces darbību vai izraisot tās pilnīgu atteici. An piemaisījums var arī traucēt ķīmiskās reakcijas, kas paredzētas procesa posmā. Piemēram, a piesārņotājs kodināšanas gāzē var izraisīt nepietiekamu vai pārmērīgu kodināšanu, sabojājot precīzus vafeles rakstus. Ietekme attiecas ne tikai uz atsevišķām mikroshēmām; neatklāts piemaisījums Šī problēma var novest pie tā, ka veselas vafeļu partijas tiek nodotas metāllūžņos, kā rezultātā rodas zaudējumi miljoniem dolāru, ražošanas aizkavēšanās un galvassāpes tādiem iepirkumu darbiniekiem kā Marks Šens, kuriem ir jānodrošina stabila kvalitatīvu materiālu piegāde. Tas izceļ kritisko vajadzību pēc stabila izsekot piemaisījumu mērīšana.

Izaicinājums ir tāds, ka "pieņemams" līmenis jebkuram piemaisījums turpina sarukt kā pusvadītājs ierīces funkcijas kļūst mazākas. Kas tika uzskatīts par pieņemamu piemaisījums līmenis pirms desmit gadiem varētu būt katastrofāls piesārņojums šodien. Šī nerimstošā miniaturizācijas tieksme rada milzīgu spiedienu uz gāzes ražotājiem un analītiskajām laboratorijām, lai uzlabotu noteikšanas robeža iespējas. Pat daļiņas piemaisījumi, sīki ar neapbruņotu aci neredzami putekļu plankumi var bloķēt gaismu fotolitogrāfijas posmos vai radīt fiziskus defektus uz vafeles virsmas. Tāpēc kontrolējot katru potenciālu piemaisījums – gāzveida, metāliska vai daļiņas – ir izšķiroša nozīme. The piemaisījumu klāsts kas var radīt problēmas, ir plašs, uzsverot nepieciešamību pēc visaptverošas gāzes analīze.

Kādi ir visizplatītākie traucēkļi? Piemaisījumu identificēšana gāzēs elektronikai.

Kad mēs runājam par piemaisījumi gāzēs paredzēts elektronika un pusvadītāji sektorā, mēs aplūkojam dažādus varoņus, un katrs var nodarīt būtisku kaitējumu. Šie piemaisījumi, kas jāatklāj var plaši iedalīt gāzveida, metāliskā un daļiņu formās. Izpratne par šiem izplatītajiem nekārtību cēlājiem ir pirmais solis ceļā uz efektivitāti piemaisījumu analīze un kontrole. Konkrētais klātesošie piemaisījumi var atšķirties atkarībā no pašas gāzes, tās ražošanas metodes, uzglabāšanas un apstrādes.

Gāzveida piemaisījumi vai galvenajā daļā ir citas gāzes speciālā gāze. Piemēram, iekšā augsta tīrības pakāpe slāpeklis, parastais gāzveida piemaisījumi var ietvert skābekli (O₂), mitrumu (H₂O), oglekļa dioksīdu (CO₂), oglekļa monoksīdu (CO) un ogļūdeņražus (CHₓ). Skābeklis un mitrums ir īpaši problemātiski, jo tie ir ļoti reaģējoši un var izraisīt nevēlamu oksidēšanos pusvadītājs materiāliem vai apstrādes iekārtām. Pat kādā inertā gāze patīk argons, tie var būt nelielā daudzumā. Kā uzņēmums mēs bieži redzam pieprasījumus analizēt a plašs piemaisījumu klāsts, tostarp šīs reaktīvās sugas. Piemēram, mūsu iespējas ietver kompleksu ražošanu Gāzu maisījums produkti, kas kontrolē katru komponentu, tostarp potenciāli gāzveida piemaisījumi, ir vissvarīgākais.

Metāla piemaisījumi ir vēl viena liela problēma. Tie ir metālu atomi, piemēram, nātrijs (Na), kālijs (K), kalcijs (Ca), dzelzs (Fe), varš (Cu), niķelis (Ni), hroms (Cr) un alumīnijs (Al). To izcelsme var būt izejvielas, ražošanas iekārtas (piemēram, cauruļvadi un reaktori) vai pat gāzes baloni paši, ja netiek pienācīgi ārstēti. Kā jau minēts, šie metāla piemaisījumi var nopietni ietekmēt elektrisko veiktspēju pusvadītājs ierīces. Lai to noteiktu ppb vai ppt līmenī, ir nepieciešamas ļoti jutīgas analītiskās metodes, piemēram, induktīvi savienotās plazmas masas spektrometrija (ICP-MS). Mums arī jāapsver daļiņas jautājums. Tās ir sīkas cietas vai šķidras daļiņas, kas suspendētas gāzes plūsma. Tie var radīt fiziskus plāksnīšu defektus, bloķēt iekārtas sprauslas vai ieviest citus piesārņotāji. Filtrēšana ir būtiska daļiņu noņemšanai, taču arī to līmeņa uzraudzība ir daļa no visaptverošas gāzes kvalitāte programma. Dažas elektroniskās speciālās gāzes arī ir kodīgas gāzes vai toksiskas gāzes, kas to apstrādei un analīzei piešķir vēl vienu sarežģītību, nodrošinot, ka piemaisījums profils nepasliktina šos apdraudējumus.

ICP-MS: zelta standarts metālisku piemaisījumu noteikšanai pusvadītāju gāzēs?

Kad runa ir par metālisko piemaisījumu analīze iekšā īpaši augstas tīrības pakāpes gāzes, Induktīvi savienotās plazmas masas spektrometrija, vai ICP-MS, tiek plaši uzskatīta par vadošo tehnoloģiju. Tas ir spēcīgs analītisks paņēmiens, kas var atklāt un kvantificēt plašu diapazonu elementāri piemaisījumi, bieži vien līdz pārsteidzoši zemam līmenim — domājiet par daļām uz triljonu (ppt) vai pat daļām uz kvadriljonu (ppq) dažiem elementiem. Tieši šī jutība ir iemesls ICP-MS ir kļuvusi tik svarīga pusvadītājs nozare, kur, kā mēs jau runājām, ir pat nelielas pēdas metāliskie piemaisījumi var kaitēt produkta kvalitāte.

Kā dara ICP-MS strādāt savu burvību? Vienkārši izsakoties, gāzes paraugs (vai šķīdums, kas iegūts no gāzes) tiek ievadīts ļoti karstā plazmā, kas parasti ir izgatavota no argons. Šī plazma, kas sasniedz temperatūru no 6000 līdz 10 000°C, ir pietiekami enerģiska, lai sadalītu gāzes molekulas un jonizētu klātesošos atomus, tostarp metāliskie piemaisījumi. Pēc tam šos jonus ekstrahē no plazmas un ievada masas spektrometrā. Masas spektrometrs darbojas kā ļoti precīzs filtrs, kas atdala jonus, pamatojoties uz to masas un lādiņa attiecību. A detektors tad saskaita jonus katrai konkrētai masai, ļaujot mums noteikt, kuri elementi ir klāt un kādā daudzumā. Spēja ICP-MS lai skenētu plašu spektru metāliskie piemaisījumi īpašās gāzēs vienlaikus padara to ļoti efektīvu.

Kamēr ICP-MS ir neticami spēcīgs, tas nav bez problēmām, it īpaši, ja tiek galā ar pusvadītājos izmantotās gāzes safabricēšana. Viena izplatīta pieeja ir notvert piemaisījumi no liela apjoma gāzes uz savākšanas vidi vai šķidrumā, ko pēc tam analizē ar ICP-MS. Tomēr tieši gāzes tiešā iesmidzināšana iekšā ICP-MS sistēma kļūst arvien izplatītāka arī noteiktām lietojumprogrammām, lai gan tai ir nepieciešamas specializētas saskarnes. Metodes izvēle ir atkarīga no konkrētā gāzes piemaisījumi interesējošo matricas gāzi un nepieciešamo noteikšanas robeža. Uzņēmumā Huazhong Gas mēs ieguldām lielus ieguldījumus vismodernākajā analītiskajā aprīkojumā, tostarp ICP-MS iespējas, jo mēs zinām, ka nodrošinot uzticamu piemaisījumu analīze dati ir būtiski svarīgi, lai mūsu klienti uzticētos mums augstas tīrības pakāpes elektroniska gāzes. Precizitāte ICP-MS palīdz nodrošināt, ka gāzu tīrība atbilst stingrām prasībām elektroniskā pakāpe materiāliem.

Kāpēc nelokāma gāzes tīrība elektronikas un pusvadītāju rūpniecībā nav apspriežama?

Nepieciešamība pēc nelokāmas gāzes tīrība sadaļā elektronikas un pusvadītāju rūpniecībā nav tikai priekšroka; tā ir pamatprasība, ko nosaka mūsdienu ierīču ražošanas fizika un ekonomika. Kā pusvadītājs ierīces īpašības samazinās līdz nanometru skalai, to jutība pret jebkādu veidu piesārņojums debesīs. An piemaisījums kas varētu būt niecīgs vecākās, lielākās ierīcēs, tagad var izraisīt katastrofālas kļūmes jaunākajās mikroshēmās. Tas tieši ietekmē ienesīgumu — labu mikroshēmu procentuālo daudzumu uz vafeles — un pat neliels ienesīguma kritums var nozīmēt miljoniem dolāru zaudētus ieņēmumus pusvadītājs ražotājs.

Padomājiet par moderna mikroprocesora vai atmiņas mikroshēmas sarežģīto arhitektūru. Tajā ir miljardiem tranzistoru, katrs ir miniatūras inženierijas brīnums. Šo tranzistoru veiktspēja ir atkarīga no precīzām elektriskajām īpašībām pusvadītājs izmantotie materiāli, kas savukārt ir ļoti jutīgi pret piemaisījumi. Piemēram, noteikti metāliskie piemaisījumi var radīt nevēlamus enerģijas līmeņus silīcija joslas spraugā, kā rezultātā palielinās noplūdes strāva vai samazinās nesēja mobilitāte. Tas nozīmē lēnākas, mazāk efektīvas vai pilnīgi nefunkcionējošas ierīces. Gāzveida piemaisījumi piemēram, skābeklis vai mitrums var izraisīt neparedzētu oksīda slāņu veidošanos, mainot plēves biezumu vai saskarnes īpašības, kas ir būtiskas ierīces darbībai. Kopējais gāzes kvalitāte tieši tulko uz produkta kvalitāte un uzticamība.

Turklāt, elektronikas un pusvadītāju rūpniecībā tiem raksturīgi ļoti sarežģīti un dārgi ražošanas procesi. Vientuļa pusvadītājs ražošanas rūpnīcas ("fab") celtniecība un aprīkošana var izmaksāt miljardiem dolāru. The izmantotās gāzes ir daudzu šo dārgo procesa posmu neatņemama sastāvdaļa. Ja a speciālā gāze ir piesārņots ar piemaisījums, tas ietekmē ne tikai pašlaik apstrādātās vafeles; tas var arī piesārņot pašu dārgo apstrādes iekārtu. Tas var novest pie ilgstošas ​​tīrīšanas un pārkvalificēšanas dīkstāves, vēl vairāk sadārdzinot izmaksas un izjaucot ražošanas grafikus, kas ir nopietna problēma tādiem cilvēkiem kā Marks Šens, kurš paļaujas uz savlaicīgu piegādi, lai apmierinātu klientu prasības. Tāpēc, nodrošinot elektronisko speciālo gāzu tīrība caur stingru piemaisījumu analīze ir kritiska riska mazināšanas stratēģija visai piegādes ķēdei. Uzsvars uz augstas tīrības pakāpes gāzes ir nepielūdzams, jo likmes ir neticami augstas.

Ar kādām galvenajām problēmām mēs saskaramies, analizējot metāliskus piemaisījumus īpašās gāzēs?

Analizējot metāliskie piemaisījumi iekšā īpašas gāzes, jo īpaši tie, kas tiek izmantoti pusvadītājs nozare rada unikālu izaicinājumu kopumu. Galvenās grūtības rada ārkārtīgi zemās koncentrācijas, kurās šie piemaisījumi var būt problemātiska — bieži vien daļās uz miljardu (ppb) vai pat daļām uz triljonu (ppt). Šādu nelielu daudzumu noteikšanai un precīzai kvantitatīvai noteikšanai ir nepieciešami ne tikai ļoti jutīgi analītiskie instrumenti, piemēram, ICP-MS bet arī īpaši tīru analītisku vidi un rūpīgus paraugu apstrādes protokolus, lai izvairītos no ārējas piesārņojums.

Viens nozīmīgs izaicinājums ir parauga ieviešana. Daudzi izmantotās speciālās gāzes iekšā elektronika ir ļoti reaģējošas, kodīgas vai pat piroforas (gaisā spontāni aizdegas). Droša un efektīva to pārsūtīšana gāzes analītiskā instrumentā, piemēram, an ICP-MS nemainot gāzes paraugs vai instrumenta piesārņošanai nepieciešamas specializētas saskarnes un apstrādes procedūras. Piemēram, tieši injicējot a kodīga gāze piemēram, hlorūdeņradi (HCl) par standartu ICP-MS sistēma var to nopietni sabojāt. Tāpēc tiek izmantotas netiešas metodes, piemēram, trieciena slazdošana (gāzes burbulēšana caur šķidrumu, lai uztvertu piemaisījumi) vai kriogēno slazdošanu, bieži izmanto. Tomēr šīs metodes var ieviest savus potenciālos avotus piesārņojums vai analīta zudumu, ja tas nav veikts perfekti. Izvēle par nesējgāze atšķaidīšanai, ja nepieciešams, arī jābūt nevainojamam tīrība.

Vēl viens izaicinājums ir "matricas efekts". Lielākā daļa gāze pati (piemēram, argons, slāpeklis, ūdeņradis) var traucēt noteikšanu piemaisījumu pēdas. Piemēram, iekšā ICP-MS, plazma veidojas no lielākās daļas gāze var radīt poliatomiskus jonus, kuriem ir tāda pati masas un lādiņa attiecība kā kādam mērķim metāliskie piemaisījumi, kas rada kļūdaini pozitīvus rezultātus vai neprecīzu kvantitatīvo noteikšanu. Analītiķiem ir jāizmanto tādas metodes kā sadursmes/reakcijas šūnas ICP-MS vai augstas izšķirtspējas masas spektrometrija, lai pārvarētu šos spektrālos traucējumus. Turklāt kvantitatīvai noteikšanai izmantotie kalibrēšanas standarti metāla piemaisījumi jābūt ārkārtīgi precīzam un izsekojamam, un viss analītiskais process ir jāvalidē, lai nodrošinātu piemaisījumu analīze rezultātus. Mēs kā piegādātājs arī uztraucamies par produkta integritāti gāzes baloni un viņu potenciāls sniegt ieguldījumu metāliskie piemaisījumi laika gaitā, tāpēc ir nepieciešama pastāvīga kvalitātes kontrole.

Vai gāzes apmaiņas ierīces izmantošana var uzlabot netīrumu pēdu mērīšanas precizitāti?

Jā, izmantojot gāzes apmaiņas ierīci var būt nozīmīga loma precizitātes uzlabošanā izsekot piemaisījumu mērīšana, it īpaši, ja tiek risināti izaicinājumi gāze matricas vai tiecoties uz īpaši zemu noteikšanas robežas. A gāzes apmaiņas ierīce, ko dažkārt dēvē par matricas likvidēšanas sistēmu, būtībā darbojas, selektīvi noņemot lielāko daļu gāze (galvenā sastāvdaļa gāzes paraugs), vienlaikus koncentrējoties piemaisījumu pēdas interesē. Šis iepriekšējas koncentrēšanas solis var ievērojami uzlabot turpmāko analītisko metožu, piemēram, jutīgumu ICP-MS vai gāzu hromatogrāfs sistēmas.

Princips aiz daudziem gāzes apmaiņas ierīces ietver daļēji caurlaidīgu membrānu vai selektīvu adsorbcijas/desorbcijas mehānismu. Piemēram, pallādija membrānu var izmantot, lai selektīvi noņemtu ūdeņradi no a gāzes maisījums, ļaujot citiem piemaisījumi gāzēs jākoncentrē un jānodod a detektors. Tāpat konkrēti adsorbējošie materiāli var notvert noteiktus piemaisījumi no plūstoša gāze straume, ko pēc tam var termiski desorbēt mazākā tīra tilpumā nesējgāze analīzei. Samazinot tilpuma daudzumu gāze sasniedzot detektors, šīs ierīces samazina matricas traucējumus, samazina fona troksni un efektīvi palielina mērķa signāla un trokšņa attiecību. piemaisījumu pēdas. Tas var novest pie zemākas noteikšanas robeža.

Ieguvumi no izmantojot gāzes apmaiņas ierīci ir īpaši acīmredzami, analizējot piemaisījumi elektroniskajā gāzes, ar kurām ir grūti tieši rīkoties vai kas rada ievērojamus traucējumus analītiskos instrumentos. Piemēram, mēģinot izmērīt skābekli vai mitrumu ļoti reaktīvā speciālā gāze, a gāzes apmaiņas ierīce varētu tās atdalīt piemaisījumi uz labdabīgāku nesējgāze patīk argons vai hēliju, pirms tie sasniedz detektors. Tas ne tikai uzlabo precizitāti, bet arī var aizsargāt jutīgus analītiskos komponentus. Kā ražotājs 99,999% tīrības pakāpe 50L cilindru ksenona gāze, mēs saprotam šādu progresīvu paņēmienu vērtību ārkārtas pārbaudē tīrība retu un īpašas gāzes. Šī tehnoloģija palīdz kritiskā situācijā gāzes attīrīšana un verifikācijas posmi.

Kritiskā saite: piemaisījumu analīze gāzēs, ko izmanto tieši pusvadītāju ražošanā.

The gāzes, ko tieši izmanto pusvadītāju ražošanā ir ražošanas procesa dzīvības spēks. Tie ietver ne tikai lielapjoma gāzes kā slāpeklis un argons, bet arī plašs klāsts elektroniskās speciālās gāzes piemēram, epitaksiālās gāzes (piemēram, silāns, germāns kristāla slāņu audzēšanai), kodināšanas gāzes (piemēram, NF3, SF₆, Cl2 rakstīšanai), jonu implantācijas gāzes (piemēram, arsīns, fosfīns, bora trifluorīds dopingam) un nogulsnēšanās gāzes. Katram no šiem nepieciešamas gāzes, pieņemamā līmeņa un veida piemaisījums ir stingri noteiktas, jo jebkura novirze var tieši pārvērsties par defektiem pusvadītājs vafele. Tas padara piemaisījumu analīze šiem procesa gāzes absolūti kritisks kvalitātes kontroles solis.

Apsveriet plāna silīcija dioksīda slāņa nogulsnēšanos, kas ir izplatīts tranzistoru izolators. Ja skābeklis tiek izmantota gāze šim procesam satur ogļūdeņradi piemaisījumi, ogleklis var tikt iekļauts oksīda slānī, pasliktinot tā izolācijas īpašības un potenciāli izraisot ierīces atteici. Tāpat, ja oforts gāze satur negaidītu piemaisījums, tas var mainīt kodināšanas ātrumu vai selektivitāti, radot pārāk lielus, pārāk mazus vai nepareizas formas elementus. Pat an piemaisījums in an inertā gāze patīk Argona gāzes balons izsmidzināšanai izmantotie materiāli var tikt pārnesti uz vafeļu virsmu, ietekmējot plēves kvalitāti. Ietekme an piemaisījums bieži ir specifisks procesam, kas nozīmē an piemaisījums pieļauts vienā solī varētu būt kritisks piesārņotājs citā.

Šī kritiskā saikne prasa visaptverošu pieeju piemaisījumu analīze. Tas nav tikai gala produkta pārbaude; tas ietver izejvielu, ražošanas plūsmu un gala uzraudzību gāze attīrīšanas posmi. Par pusvadītāju specialitāte gāzēm, specifikācijas piemaisījumi pusvadītājos lietojumprogrammas bieži ir ļoti saspringtas, nospiežot analītiskās noteikšanas robežas. Mēs cieši sadarbojamies ar mūsu klientiem pusvadītāji un elektronika jomā, lai izprastu to specifiku piemaisījums jutīgums dažādiem gāzes un gāzu maisījumi. Šī sadarbības pieeja palīdz nodrošināt, ka tīrības speciālās gāzes mēs piegādājam konsekventi atbilst stingrajām prasībām to progresīvo ražošanas procesu. Izaicinājums ir atklāt a plašs piemaisījumu klāsts arvien zemākā līmenī.

Ārpus laboratorijas: paraugprakse augstas tīrības pakāpes pusvadītāju gāzu apstrādei, lai novērstu piesārņojumu.

Nodrošinot elektronisko speciālo gāzu tīrība nebeidzas, kad gāze atstāj mūsu ražotni. To saglabājot tīrība līdz pat lietošanas vietai a pusvadītājs Fab prasa rūpīgu uzmanību apstrādei, uzglabāšanai un izplatīšanai. Pat augstākais tīrības gāze var tikt piesārņota, ja netiek pareizi pārvaldīta. Uzņēmums Huazhong Gas koncentrējas ne tikai uz ražošanu augstas tīrības pakāpes gāzes bet arī konsultēt mūsu klientus par labāko praksi, lai novērstu lejupslīdes piesārņojums.

Galvenās labākās prakses ietver:

• Komponentu izvēle: Visas gāzes padeves sistēmas sastāvdaļas, ieskaitot gāzes baloni, regulatoriem, vārstiem, caurulēm un veidgabaliem – jābūt izgatavotiem no atbilstošiem materiāliem (piemēram, elektropulēta nerūsējošā tērauda), un tiem jābūt īpaši tīrītiem un sertificētiem īpaši augstas tīrības pakāpes (UHP) serviss. Nepareizu materiālu izmantošana var izraisīt gāzu izdalīšanos piemaisījumi vai a metālisks piemaisījums izskalošanās gāzes plūsma.
• Sistēmas integritāte: Gāzes padeves sistēmai jābūt necaurlaidīgai. Pat nelielas noplūdes var radīt atmosfēru piesārņotāji piemēram, skābeklis, mitrums un daļiņas jautājums, lai iekļūtu sistēmā, kompromitējot gāzes tīrība. Regulāra noplūdes pārbaude ir būtiska.
• Attīrīšanas procedūras: Pareizas attīrīšanas procedūras ir ļoti svarīgas katru reizi, kad tiek izveidots savienojums vai tiek mainīts cilindrs. Tas ietver līniju skalošanu ar a augstas tīrības pakāpes inertā gāze (piemēram argons vai slāpeklis), lai noņemtu iesprostoto gaisu vai piemaisījumi. Nepietiekama attīrīšana ir izplatīts iemesls piesārņojums. Mēs bieži iesakām automatizētus tīrīšanas paneļus, lai nodrošinātu konsekvenci.
• Īpašs aprīkojums: Izmantojot īpašus regulatorus un līnijas konkrētiem gāzes vai ģimenes gāzes var novērst savstarpēju piesārņojumu. Tas ir īpaši svarīgi, pārslēdzoties starp a inertā gāze un reaktīvs vai kodīga gāze.
• Cilindru apstrāde: Gāzes baloni jārīkojas uzmanīgi, lai izvairītos no bojājumiem. Tie jāuzglabā tam paredzētās, labi vēdināmās vietās un jāpraktizē krājumu pārvaldība "pirmais iekšā, pirmais ārā". Izmantojot īpašs mitrums un skābeklis analizatori kritiskajos punktos var arī palīdzēt pārraudzīt, vai nav iekļūšanas šīs kopīgās piemaisījumi.

Tādiem klientiem kā Marks Šens, kuri iegādājas gāzes tālākpārdošanai vai izmantošanai ražošanā, izpratne par šo apstrādes praksi ir ļoti svarīga, lai saglabātu produkta kvalitāte viņi sola saviem klientiem. Tā ir kopīga atbildība. Mēs nodrošinām mūsu Ūdeņraža cilindrs produkti, piemēram, tiek iepildīti un uzturēti, lai novērstu piemaisījums iekļūšanu, bet tikpat svarīgu lomu spēlē galalietotāja sistēma. Cīņa pret piemaisījums ir nepārtraukts darbs no ražošanas līdz pielietojumam.

Skatoties kristāla lodē: kādas nākotnes inovācijas mēs varam sagaidīt elektroniskās kvalitātes gāzu piemaisījumu noteikšanā?

Meklējumi pēc arvien augstāka tīrība iekšā elektroniskās klases gāzes un jūtīgāks piemaisījumu noteikšana metodes ir nepārtraukts ceļojums, ko virza nerimstošais inovāciju temps pusvadītājs nozare. Tā kā ierīces funkcijas samazinās līdz 10 nanometru diapazonam un parādās jauni materiāli un arhitektūras (piemēram, 3D NAND un Gate-All-Around tranzistori), ietekme kļūst vēl vājāka. piemaisījumu pēdas kļūs izteiktāka. Tam būs nepieciešami turpmāki uzlabojumi abās jomās gāzes attīrīšana tehnoloģijas un piemaisījumu analīze iespējas.

Mēs varam paredzēt vairākas tendences:

• Apakšējie noteikšanas ierobežojumi: Analītiskās metodes, piemēram ICP-MS, Gāzu hromatogrāfijas masas spektrometrija (GC-MS) un dobuma gredzenveida spektroskopija (CRDS) turpinās attīstīties, spiežot noteikšanas robežas plašākam piemaisījumu klāsts līdz viencipara ppt līmenim vai pat ppq domēnā. Tam būs nepieciešami jauninājumi jonu avotos, masas analizatoros un detektors tehnoloģija.
• In-Situ un reāllaika uzraudzība: Pieaug pieprasījums pēc analītiskām sistēmām, kuras var uzraudzīt gāzes tīrība reāllaikā, tieši lietošanas vietā pusvadītājs fab. Tas ļauj nekavējoties noteikt jebkuru piesārņojums notikumiem vai dreifēm piemaisījums līmeņus, nodrošinot ātrāku koriģējošu darbību un samazinot produkta zudumus. Šeit galvenā loma būs miniatūriem sensoriem un uzlabotiem ķīmijmetriskiem algoritmiem.
• Sarežģītu gāzu maisījumu analīze: Nākotne pusvadītājs procesi var būt sarežģītāki gāzu maisījumi ar vairākiem reaktīviem komponentiem. Analizējot piemaisījumi šādās sarežģītās matricās būs nepieciešamas jaunas analītiskās stratēģijas un sarežģīti datu interpretācijas rīki. Spēja izmērīt an piemaisījums vienā komponentā bez citu iejaukšanās.
• Koncentrējieties uz "killer" piemaisījumiem: Pētījumi turpinās noteikt konkrētus piemaisījumi pusvadītājos apstrādi, kam ir nesamērīgi liela ietekme uz ierīces veiktspēju vai ražīgumu pat ļoti zemā līmenī. Analītiskās metodes kļūs mērķtiecīgākas pret šiem "slepkavām" piemaisījumi.
• Datu analīze un AI: Lielais datu apjoms, ko rada uzlabotas piemaisījumu analīze sistēmas tiks izmantotas, izmantojot AI un mašīnmācīšanos, lai noteiktu tendences un prognozētu potenciālu piesārņojums problēmas un optimizēt gāzes attīrīšana procesiem. Tas var palīdzēt proaktīvai kvalitātes kontrolei, nevis reaktīvai problēmu risināšanai.

Uzņēmumā Huazhong Gas mēs esam apņēmušies palikt šo notikumu priekšgalā. Mēs nepārtraukti investējam pētniecībā un attīstībā, sadarbojoties ar nozares partneriem un akadēmiskajām iestādēm, lai virzītu uz priekšu zinātni augstas tīrības pakāpes gāze ražošana un piemaisījumu analīze. Mūsu klientiem, tostarp tiem, kas rūpējas par kvalitāti kā Marks Šens, tas nozīmē uzticamu piegādi elektroniskās speciālās gāzes kas atbilst mainīgajām vajadzībām elektronikas un pusvadītāju rūpniecībā. Mūsu klāsts Hēlijs, kas pazīstama ar savu inerci un izmantošanu specializētos lietojumos, arī gūst labumu no šīs uzlabotās analītiskās pārbaudes, lai nodrošinātu minimālu piemaisījums līmeņi.

Galvenās lietas, kas jāatceras:

• Elektroniskās speciālās gāzes ir būtiskas pusvadītāju ražošana, un viņu tīrība ir neapspriežams.
• Pat piemaisījumu pēdas, mērot ppb vai ppt, var izraisīt ievērojamus defektus un ražas zudumu pusvadītājs ierīces.
• Bieži piemaisījumi gāzēs ietver citas gāzes (piemēram, O₂, H₂O), metāliskie piemaisījumi, un daļiņas jautājums.
• ICP-MS ir stūrakmens tehnoloģija, lai noteiktu a plašs piemaisījumu klāsts, īpaši metāliskie piemaisījumi, īpaši zemā līmenī.
• Uzturēšana gāzes tīrība prasa rūpīgu apstrādi un sistēmas integritāti gāzes balons līdz lietošanas vietai, lai novērstu piesārņojums.
• Nākotne redzēs vēl zemāku noteikšanas robežas, reāllaika uzraudzība un AI vadīts piemaisījumu analīze priekš elektroniskā pakāpe gāzes.
• Katra potenciāla kontrole piemaisījums ir ļoti svarīgi, lai nodrošinātu produkta kvalitāte un mūsdienu uzticamība elektronika.