Industri semikonduktor, sebagai teras pembangunan teknologi moden, melibatkan pelbagai ketepatan tinggi dan gas kesucian tinggi dalam proses pembuatannya. Gas khusus untuk semikonduktor merujuk kepada gas yang memainkan peranan utama dalam pengeluaran bahan semikonduktor, pembuatan cip, pemendapan filem nipis, etsa, dan proses lain. Gas -gas ini mesti memenuhi keperluan yang ketat untuk kesucian, kestabilan, dan kawalan yang tepat terhadap proses tindak balas. Artikel ini akan memperkenalkan beberapa gas khusus yang digunakan dalam semikonduktor dan membincangkan peranan mereka dalam proses pembuatan semikonduktor.

1. Hidrogen (H₂)

Hidrogen digunakan secara meluas dalam pembuatan semikonduktor, terutamanya dalam pemendapan wap kimia (CVD) dan tindak balas pengurangan. Dalam CVD, hidrogen sering dicampur dengan gas lain untuk menanam filem nipis, seperti filem silikon. Hidrogen juga bertindak sebagai ejen pengurangan dalam pemendapan logam dan proses penyingkiran oksida. Di samping itu, hidrogen digunakan untuk membersihkan dan merawat wafer semikonduktor untuk menghapuskan bahan cemar permukaan dengan berkesan dan meningkatkan kualiti cip.

2. Nitrogen (n₂)

Nitrogen, gas lengai, terutamanya digunakan untuk menyediakan persekitaran bebas oksigen dalam pembuatan semikonduktor. Ia biasanya digunakan dalam pembersihan peralatan, proses penyejukan, dan sebagai pencairan dalam atmosfera reaksi. Dalam pemendapan wap dan proses etsa, nitrogen sering dicampur dengan gas lain untuk menstabilkan keadaan tindak balas dan mengawal kadar tindak balas. Nitrogen juga digunakan untuk menindas pengoksidaan, melindungi bahan sensitif daripada kerosakan pengoksidaan.

3. Oksigen (o₂)

Oksigen Memainkan peranan penting dalam industri semikonduktor, terutamanya dalam proses pengoksidaan. Dalam pembentukan lapisan silikon dioksida pada permukaan wafer silikon, oksigen adalah penting. Dengan memperkenalkan oksigen, lapisan oksida seragam membentuk pada permukaan silikon, yang penting untuk prestasi elektrik dan kestabilan peranti. Oksigen juga digunakan dalam proses pembersihan dan etsa, bertindak balas dengan gas kimia lain untuk membentuk oksida atau mengeluarkan filem logam tertentu.

4. Karbon Tetrafluoride (CF₄)

Karbon tetrafluoride digunakan secara meluas dalam proses etsa. Dalam etsa semikonduktor, CF₄ dicampur dengan gas lain untuk menghilangkan filem nipis silikon, silikon nitrida, logam, dan bahan lain. Apabila CF₄ menggabungkan dengan fluorin, ia membentuk fluorida, yang mempunyai kereaktifan yang kuat dan dapat dengan cekap mengetuk bahan sasaran. Gas ini penting untuk corak ketepatan tinggi dalam pengeluaran litar bersepadu.

5. Hydrogen Chloride (HCL)

Gas hidrogen klorida terutamanya digunakan sebagai gas etsa, terutamanya dalam etsa bahan logam. Ia bertindak balas dengan filem logam untuk membentuk klorida, membolehkan lapisan logam dikeluarkan. Proses ini digunakan secara meluas dalam corak filem logam nipis, memastikan ketepatan struktur cip.

6. Nitrogen trifluoride (NF₃)

Nitrogen trifluoride terutamanya digunakan untuk membersihkan sisa pemendapan dalam peralatan etsa plasma. Dalam proses etsa plasma, NF₃ bertindak balas dengan bahan -bahan yang didepositkan (seperti fluorida silikon) untuk membentuk fluorida yang mudah ditanggalkan. Gas ini sangat berkesan dalam proses pembersihan, membantu mengekalkan kebersihan peralatan etsa dan meningkatkan ketepatan dan kecekapan proses pembuatan.

7. Silane (sih₄)

Silane adalah gas yang biasa digunakan dalam pemendapan wap kimia (CVD), terutamanya untuk mendepositkan filem nipis silikon. Silane terurai pada suhu tinggi untuk membentuk filem silikon di permukaan substrat, yang penting dalam pembuatan semikonduktor. Dengan menyesuaikan aliran keadaan silane dan tindak balas, kadar pemendapan dan kualiti filem boleh dikawal dengan tepat.

8. Boron trifluoride (bf₃)

Boron trifluoride adalah gas doping penting, biasanya digunakan dalam proses doping boron dalam pembuatan semikonduktor. Ia digunakan untuk menyesuaikan sifat elektrik kristal dengan bertindak balas dengan substrat silikon untuk membentuk lapisan doping yang dikehendaki. Proses doping boron adalah penting untuk membuat bahan semikonduktor p-jenis, dan gas BF₃ memainkan peranan penting dalam proses ini.

9. Sulfur hexafluoride (sf₆)

Sulfur hexafluoride terutamanya digunakan dalam proses etsa semikonduktor, terutamanya dalam etsa ketepatan tinggi. Oleh kerana sifat penebat elektrik yang tinggi dan kestabilan kimia, SF₆ boleh digabungkan dengan gas lain untuk menghapuskan filem bahan dengan tepat dan memastikan corak yang tepat. Ia juga digunakan secara meluas dalam etsa ion, dengan cekap mengeluarkan filem logam yang tidak diingini.

Kesimpulan

Gas khusus untuk semikonduktor memainkan peranan yang tidak boleh digantikan dalam pembuatan litar bersepadu. Memandangkan teknologi terus maju, permintaan untuk kesucian dan prestasi yang lebih tinggi daripada gas ini meningkat, mendorong para pembekal untuk sentiasa mengoptimumkan kualiti dan jenis gas. Pada masa akan datang, industri semikonduktor akan terus bergantung kepada gas khusus ini untuk menyokong pengeluaran cip generasi akan datang dan inovasi teknologi. Oleh itu, pemahaman dan penggunaan gas khusus semikonduktor akan menjadi kritikal dalam memacu perkembangan berterusan industri semikonduktor.