Il-manifattura tas-semikondutturi tiddependi fuq varjetà wiesgħa ta 'gassijiet, li jistgħu jiġu kategorizzati fi tliet tipi ewlenin: gassijiet bl-ingrossa, gassijiet speċjali, u gassijiet tal-inċiżjoni. Dawn il-gassijiet għandhom ikunu ta 'purità estremament għolja biex jipprevjenu l-kontaminazzjoni, li tista' tħassar il-proċess ta 'fabbrikazzjoni delikat u kumpless.

Gassijiet Bulk

Nitroġenu (N₂):

Rwol: N₂ iservi għal skopijiet multipli, inkluż it-tindif tal-kmamar tal-proċess u l-provvista ta 'atmosfera inerta matul diversi stadji tal-manifattura tas-semikondutturi.
Noti Addizzjonali: In-nitroġenu spiss jintuża fit-trasport u l-ħażna ta 'wejfers tas-silikon biex tiġi minimizzata l-ossidazzjoni. In-natura inerti tagħha tiżgura li ma tirreaġixxix ma 'materjali oħra, u tagħmilha ideali għaż-żamma ta' ambjenti ta 'proċessar nodfa.

Argon (Ar):
Rwol: Minbarra l-involviment tiegħu fil-proċessi tal-plażma, l-argon huwa strumentali fi proċessi fejn il-kompożizzjonijiet tal-gass ikkontrollati huma kruċjali.
Noti addizzjonali: Minħabba li ma jirreaġixxix mal-biċċa l-kbira tal-materjali, l-argon jintuża wkoll għall-sputtering, li jgħin fid-depożitu ta 'films tal-metall jew dielettriċi fejn l-uċuħ għandhom jinżammu mingħajr kontaminazzjoni.

Elju (Hu):
Rwol: Il-proprjetajiet termali tal-elju jagħmluha imprezzabbli għat-tkessiħ u ż-żamma tal-konsistenza tat-temperatura waqt proċessi reattivi.
Noti Addizzjonali: Ħafna drabi jintuża f'sistemi tal-laser ta 'enerġija għolja għal-litografija minħabba n-natura mhux reattiva tiegħu u l-kapaċità li żżomm il-mogħdija ottika ħielsa minn kontaminazzjoni.

Idroġenu (H₂):
Rwol: Lil hinn mill-applikazzjoni tiegħu fl-ittemprar, l-idroġenu jgħin ukoll fit-tindif tal-wiċċ tal-wejfers u jista 'jkun involut f'reazzjonijiet kimiċi waqt l-epitassija.
Noti Addizzjonali: L-użu ta 'idroġenu fid-depożizzjoni ta' films irqaq jippermetti kontroll akbar fuq il-konċentrazzjoni ta 'trasportatur f'materjali semikondutturi, li jimmodifika l-proprjetajiet elettriċi tagħhom b'mod sinifikanti.

Gassijiet Speċjalizzati u Dopanti

Silan (SiH₄):
Rwol: Minbarra li huwa prekursur għad-depożizzjoni tas-silikon, is-silane jista 'jiġi polimerizzat f'film passivating li jtejjeb il-karatteristiċi elettroniċi.
Noti Addizzjonali: Ir-reattività tagħha teħtieġ immaniġġjar bir-reqqa minħabba tħassib dwar is-sigurtà, partikolarment meta mħallta ma 'arja jew ossiġnu.

Ammonja (NH₃):
Rwol: Minbarra li tipproduċi films tan-nitrur, l-ammonja hija sinifikanti fil-produzzjoni ta 'saffi ta' passivazzjoni li jtejbu l-affidabbiltà tal-apparat semikonduttur.
Noti addizzjonali: Jista 'jkun involut fi proċessi li jeħtieġu l-inkorporazzjoni tan-nitroġenu fis-silikon, u jtejjeb il-proprjetajiet elettroniċi.

Fosfina (PH₃), Arsine (AsH₃), u Diborane (B₂H₆):
Rwol: Dawn il-gassijiet mhumiex biss essenzjali għad-doping iżda huma wkoll kritiċi għall-kisba tal-proprjetajiet elettriċi mixtieqa f'apparat semikonduttur avvanzat.
Noti Addizzjonali: It-tossiċità tagħhom teħtieġ protokolli ta 'sikurezza stretti u sistemi ta' monitoraġġ f'ambjenti ta 'fabbrikazzjoni biex jittaffew il-perikli.

Inċiżjoni u Gassijiet tat-Tindif

Fluworokarburi (CF₄, SF₆):
Rwol: Dawn il-gassijiet huma impjegati fi proċessi ta 'inċiżjoni niexfa, li joffru preċiżjoni għolja meta mqabbla ma' metodi ta 'inċiżjoni mxarrba.
Noti Addizzjonali: CF₄ u SF₆ huma sinifikanti minħabba l-kapaċità tagħhom li jqabbdu materjali bbażati fuq is-silikon b'mod effiċjenti, li jippermettu riżoluzzjoni ta 'mudell fin kritika fil-mikroelettronika moderna.

Klorin (Cl₂) u Fluworidu tal-Idroġenu (HF):
Rwol: Il-kloru jipprovdi kapaċitajiet ta 'inċiżjoni aggressivi, speċjalment għall-metalli, filwaqt li l-HF huwa kruċjali għat-tneħħija tad-dijossidu tas-silikon.
Noti Addizzjonali: Il-kombinazzjoni ta 'dawn il-gassijiet tippermetti tneħħija effettiva ta' saff matul diversi stadji ta 'fabbrikazzjoni, li tiżgura uċuħ nodfa għal passi ta' proċessar sussegwenti.

Trifluworidu tan-Nitroġenu (NF₃):
Rwol: NF₃ huwa kruċjali għat-tindif ambjentali fis-sistemi CVD, li jwieġeb b'kontaminanti biex iżomm l-aħjar prestazzjoni.
Noti Addizzjonali: Minkejja t-tħassib dwar il-potenzjal tal-gassijiet serra tiegħu, l-effiċjenza ta 'NF₃ fit-tindif tagħmilha għażla preferuta f'ħafna fabbriki, għalkemm l-użu tiegħu jeħtieġ konsiderazzjoni ambjentali bir-reqqa.

Ossiġenu (O₂):
Rwol: Il-proċessi ta 'ossidazzjoni ffaċilitati mill-ossiġnu jistgħu joħolqu saffi iżolanti essenzjali fi strutturi semikondutturi.
Noti Addizzjonali: Ir-rwol tal-ossiġnu fit-titjib tal-ossidazzjoni tas-silikon biex jifforma saffi SiO₂ huwa kritiku għall-iżolament u l-protezzjoni tal-komponenti taċ-ċirkwit.

Gassijiet Emerġenti fil-Manifattura tas-Semikondutturi

Minbarra l-gassijiet tradizzjonali elenkati hawn fuq, gassijiet oħra qed jiksbu attenzjoni fil-proċess tal-manifattura tas-semikondutturi, inklużi:

Diossidu tal-Karbonju (CO₂): Użat f'xi applikazzjonijiet ta 'tindif u inċiżjoni, partikolarment dawk li jinvolvu materjali avvanzati.

Diossidu tas-Silikon (SiO₂): Għalkemm mhux gass taħt kundizzjonijiet standard, forom vaporizzati ta 'dijossidu tas-silikon huma utilizzati f'ċerti proċessi ta' depożizzjoni.

Konsiderazzjonijiet Ambjentali

L-industrija tas-semikondutturi hija dejjem aktar iffukata fuq it-tnaqqis tal-impatt ambjentali assoċjat mal-użu ta 'diversi gassijiet, partikolarment dawk li huma gassijiet serra qawwija. Dan wassal għall-iżvilupp ta' sistemi avvanzati ta' ġestjoni tal-gass u l-esplorazzjoni ta' gassijiet alternattivi li jistgħu jipprovdu benefiċċji simili b'impronta ambjentali aktar baxxa.

Konklużjoni

Il-gassijiet użati fil-manifattura tas-semikondutturi għandhom rwol kritiku biex jiżguraw il-preċiżjoni u l-effiċjenza tal-proċessi tal-fabbrikazzjoni. Hekk kif tavvanza t-teknoloġija, l-industrija tas-semikondutturi tistinka kontinwament għal titjib fil-purità u l-ġestjoni tal-gass, filwaqt li tindirizza wkoll it-tħassib dwar is-sikurezza u l-ambjent assoċjat mal-użu tagħhom.