അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണം വിവിധ തരത്തിലുള്ള വാതകങ്ങളെ ആശ്രയിക്കുന്നു, അവയെ മൂന്ന് പ്രധാന തരങ്ങളായി തിരിക്കാം: ബൾക്ക് വാതകങ്ങൾ, പ്രത്യേക വാതകങ്ങൾ, എച്ചിംഗ് വാതകങ്ങൾ. മലിനീകരണം തടയാൻ ഈ വാതകങ്ങൾ വളരെ ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ളതായിരിക്കണം, ഇത് സൂക്ഷ്മവും സങ്കീർണ്ണവുമായ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയെ നശിപ്പിക്കും.

ബൾക്ക് വാതകങ്ങൾ

നൈട്രജൻ (N₂):

റോൾ: അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ വിവിധ ഘട്ടങ്ങളിൽ പ്രോസസ് ചേമ്പറുകൾ ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതും നിഷ്ക്രിയ അന്തരീക്ഷം നൽകുന്നതും ഉൾപ്പെടെ ഒന്നിലധികം ഉദ്ദേശ്യങ്ങൾ N₂ സഹായിക്കുന്നു.
അധിക കുറിപ്പുകൾ: ഓക്സിഡേഷൻ കുറയ്ക്കുന്നതിന് സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ ഗതാഗതത്തിലും സംഭരണത്തിലും നൈട്രജൻ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതിൻ്റെ നിഷ്ക്രിയ സ്വഭാവം മറ്റ് വസ്തുക്കളുമായി പ്രതികരിക്കുന്നില്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു, ഇത് ശുദ്ധമായ പ്രോസസ്സിംഗ് പരിതസ്ഥിതികൾ നിലനിർത്തുന്നതിന് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

ആർഗോൺ (ആർ):
റോൾ: പ്ലാസ്മ പ്രക്രിയകളിലെ പങ്കാളിത്തത്തിനു പുറമേ, നിയന്ത്രിത വാതക ഘടനകൾ നിർണായകമാകുന്ന പ്രക്രിയകളിൽ ആർഗോൺ ഉപകരണമാണ്.
അധിക കുറിപ്പുകൾ: മിക്ക വസ്തുക്കളുമായും ഇത് പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാത്തതിനാൽ, ആർഗൺ സ്പട്ടറിംഗിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ലോഹമോ വൈദ്യുതമോ ആയ ഫിലിമുകൾ നിക്ഷേപിക്കുന്നതിന് സഹായിക്കുന്നു, അവിടെ ഉപരിതലങ്ങൾ മലിനീകരണം കൂടാതെ പരിപാലിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ഹീലിയം (അവൻ):
പങ്ക്: ഹീലിയത്തിൻ്റെ താപഗുണങ്ങൾ റിയാക്ടീവ് പ്രക്രിയകളിൽ തണുപ്പിക്കാനും താപനില സ്ഥിരത നിലനിർത്താനും അതിനെ അമൂല്യമാക്കുന്നു.
അധിക കുറിപ്പുകൾ: പ്രതിപ്രവർത്തനമില്ലാത്ത സ്വഭാവവും മലിനീകരണത്തിൽ നിന്ന് മുക്തമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത നിലനിർത്താനുള്ള കഴിവും കാരണം ലിത്തോഗ്രാഫിക്ക് ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ലേസർ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഇത് പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ (H₂):
റോൾ: അനീലിംഗിലെ അതിൻ്റെ പ്രയോഗത്തിനപ്പുറം, വേഫറുകളുടെ ഉപരിതലം വൃത്തിയാക്കാനും ഹൈഡ്രജൻ സഹായിക്കുന്നു, കൂടാതെ എപ്പിറ്റാക്സി സമയത്ത് രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ഏർപ്പെടാനും കഴിയും.
കൂടുതൽ കുറിപ്പുകൾ: നേർത്ത ഫിലിമുകളുടെ നിക്ഷേപത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഉപയോഗം അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കളിലെ കാരിയർ സാന്ദ്രതയിൽ കൂടുതൽ നിയന്ത്രണം സാധ്യമാക്കുന്നു, അവയുടെ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളിൽ ഗണ്യമായ മാറ്റം വരുത്തുന്നു.

പ്രത്യേക വാതകങ്ങളും ഡോപാൻ്റുകളും

സിലാൻ (SiH₄):
റോൾ: സിലിക്കൺ ഡിപ്പോസിഷൻ്റെ ഒരു മുൻഗാമി എന്നതിലുപരി, ഇലക്ട്രോണിക് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു നിഷ്ക്രിയ ഫിലിമിലേക്ക് സിലേനെ പോളിമറൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും.
അധിക കുറിപ്പുകൾ: സുരക്ഷാ പ്രശ്‌നങ്ങൾ കാരണം, പ്രത്യേകിച്ച് വായുവുമായോ ഓക്സിജനുമായോ കലരുമ്പോൾ അതിൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് ശ്രദ്ധാപൂർവം കൈകാര്യം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.

അമോണിയ (NH₃):
പങ്ക്: നൈട്രൈഡ് ഫിലിമുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനു പുറമേ, അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ വിശ്വാസ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന പാസിവേഷൻ പാളികൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിൽ അമോണിയ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു.
അധിക കുറിപ്പുകൾ: സിലിക്കണിലേക്ക് നൈട്രജൻ സംയോജിപ്പിക്കൽ ആവശ്യമായ പ്രക്രിയകളിൽ ഇത് ഉൾപ്പെട്ടേക്കാം, ഇലക്ട്രോണിക് ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

ഫോസ്ഫിൻ (PH₃), ആർസിൻ (AsH₃), ഡിബോറൻ (B₂H₆):
റോൾ: ഈ വാതകങ്ങൾ ഉത്തേജകമരുന്നിന് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ് മാത്രമല്ല, നൂതന അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളിൽ ആവശ്യമുള്ള വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നതിന് നിർണായകവുമാണ്.
കൂടുതൽ കുറിപ്പുകൾ: അവയുടെ വിഷാംശം അപകടങ്ങൾ ലഘൂകരിക്കുന്നതിന് ഫാബ്രിക്കേഷൻ പരിതസ്ഥിതികളിൽ കർശനമായ സുരക്ഷാ പ്രോട്ടോക്കോളുകളും മോണിറ്റർ സിസ്റ്റങ്ങളും ആവശ്യമാണ്.

എച്ചിംഗ്, ക്ലീനിംഗ് വാതകങ്ങൾ

ഫ്ലൂറോകാർബണുകൾ (CF₄, SF₆):
റോൾ: ഈ വാതകങ്ങൾ ഡ്രൈ എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് നനഞ്ഞ എച്ചിംഗ് രീതികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഉയർന്ന കൃത്യത നൽകുന്നു.
അധിക കുറിപ്പുകൾ: CF₄, SF₆ എന്നിവ സിലിക്കൺ അധിഷ്‌ഠിത പദാർഥങ്ങൾ കാര്യക്ഷമമായി കൊത്തിവയ്ക്കാനുള്ള കഴിവ് നിമിത്തം പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു, ഇത് ആധുനിക മൈക്രോ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സിൽ നിർണ്ണായകമായ മികച്ച പാറ്റേൺ റെസലൂഷൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ക്ലോറിൻ (Cl₂), ഹൈഡ്രജൻ ഫ്ലൂറൈഡ് (HF):
റോൾ: ക്ലോറിൻ ആക്രമണാത്മക കൊത്തുപണി കഴിവുകൾ നൽകുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ലോഹങ്ങൾക്ക്, സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിൽ HF നിർണായകമാണ്.
കൂടുതൽ കുറിപ്പുകൾ: ഈ വാതകങ്ങളുടെ സംയോജനം വിവിധ നിർമ്മാണ ഘട്ടങ്ങളിൽ ഫലപ്രദമായ പാളി നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനും തുടർന്നുള്ള പ്രോസസ്സിംഗ് ഘട്ടങ്ങൾക്ക് വൃത്തിയുള്ള പ്രതലങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കുന്നതിനും അനുവദിക്കുന്നു.

നൈട്രജൻ ട്രൈഫ്ലൂറൈഡ് (NF₃):
റോൾ: CVD സിസ്റ്റങ്ങളിൽ പരിസ്ഥിതി ശുചീകരണത്തിന് NF₃ സുപ്രധാനമാണ്, മികച്ച പ്രകടനം നിലനിർത്തുന്നതിന് മലിനീകരണവുമായി പ്രതികരിക്കുന്നു.
അധിക കുറിപ്പുകൾ: ഹരിതഗൃഹ വാതക സാധ്യതയെക്കുറിച്ചുള്ള ആശങ്കകൾക്കിടയിലും, ശുചീകരണത്തിലെ NF₃ ൻ്റെ കാര്യക്ഷമത പല ഫാക്ടറികളിലും ഇതിനെ ഒരു മുൻഗണനാ തിരഞ്ഞെടുപ്പാക്കി മാറ്റുന്നു, എന്നിരുന്നാലും അതിൻ്റെ ഉപയോഗത്തിന് സൂക്ഷ്മമായ പാരിസ്ഥിതിക പരിഗണന ആവശ്യമാണ്.

ഓക്സിജൻ (O₂):
പങ്ക്: ഓക്സിജൻ സുഗമമാക്കുന്ന ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയകൾക്ക് അർദ്ധചാലക ഘടനകളിൽ അവശ്യ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളികൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.
കൂടുതൽ കുറിപ്പുകൾ: SiO₂ പാളികൾ രൂപീകരിക്കുന്നതിന് സിലിക്കണിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിൽ ഓക്സിജൻ്റെ പങ്ക് സർക്യൂട്ട് ഘടകങ്ങളുടെ ഒറ്റപ്പെടലിനും സംരക്ഷണത്തിനും നിർണായകമാണ്.

അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണത്തിൽ ഉയർന്നുവരുന്ന വാതകങ്ങൾ

മുകളിൽ ലിസ്റ്റുചെയ്തിരിക്കുന്ന പരമ്പരാഗത വാതകങ്ങൾക്ക് പുറമേ, മറ്റ് വാതകങ്ങളും അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ ശ്രദ്ധ നേടുന്നു, ഇനിപ്പറയുന്നവ ഉൾപ്പെടെ:

കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (CO₂): ചില ക്ലീനിംഗ്, എച്ചിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് നൂതന സാമഗ്രികൾ ഉൾപ്പെടുന്നവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് (SiO₂): സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ വാതകമല്ലെങ്കിലും, സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡിൻ്റെ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ട രൂപങ്ങൾ ചില നിക്ഷേപ പ്രക്രിയകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പാരിസ്ഥിതിക പരിഗണനകൾ

അർദ്ധചാലക വ്യവസായം വിവിധ വാതകങ്ങളുടെ, പ്രത്യേകിച്ച് ശക്തമായ ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളുടെ ഉപയോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതം കുറയ്ക്കുന്നതിൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. ഇത് നൂതന ഗ്യാസ് മാനേജ്‌മെൻ്റ് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ വികസനത്തിനും കുറഞ്ഞ പാരിസ്ഥിതിക കാൽപ്പാടുകളോടെ സമാനമായ നേട്ടങ്ങൾ നൽകാൻ കഴിയുന്ന ഇതര വാതകങ്ങളുടെ പര്യവേക്ഷണത്തിനും കാരണമായി.

ഉപസംഹാരം

അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന വാതകങ്ങൾ ഫാബ്രിക്കേഷൻ പ്രക്രിയകളുടെ കൃത്യതയും കാര്യക്ഷമതയും ഉറപ്പാക്കുന്നതിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. സാങ്കേതികവിദ്യ പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, അർദ്ധചാലക വ്യവസായം ഗ്യാസ് പരിശുദ്ധിയിലും മാനേജ്മെൻ്റിലും മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾക്കായി നിരന്തരം പരിശ്രമിക്കുന്നു, അതേസമയം അവയുടെ ഉപയോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സുരക്ഷയും പാരിസ്ഥിതിക ആശങ്കകളും പരിഹരിക്കുന്നു.