सेमीकन्डक्टर निर्माणमा कुन ग्यासहरू प्रयोग गरिन्छ
सामग्रीको तालिका
सेमीकन्डक्टर उत्पादन विभिन्न प्रकारका ग्यासहरूमा निर्भर गर्दछ, जसलाई तीन मुख्य प्रकारहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: थोक ग्याँसहरू, विशेष ग्यासहरू, र नक्काशी ग्यासहरू। यी ग्यासहरू प्रदूषण रोक्नको लागि अत्यन्त उच्च शुद्धताको हुनुपर्छ, जसले नाजुक र जटिल निर्माण प्रक्रियालाई बर्बाद गर्न सक्छ।
बल्क ग्याँसहरू
नाइट्रोजन (N₂):
भूमिका: N₂ ले प्रक्रिया कक्षहरू शुद्ध गर्ने र अर्धचालक निर्माणका विभिन्न चरणहरूमा निष्क्रिय वातावरण उपलब्ध गराउनेलगायत धेरै उद्देश्यहरू पूरा गर्दछ।
अतिरिक्त नोटहरू: नाइट्रोजन प्रायः सिलिकन वेफर्सको ढुवानी र भण्डारणमा ओक्सीकरण कम गर्न प्रयोग गरिन्छ। यसको निष्क्रिय प्रकृतिले यो सुनिश्चित गर्दछ कि यसले अन्य सामग्रीहरूसँग प्रतिक्रिया गर्दैन, यसलाई सफा प्रशोधन वातावरण कायम राख्नको लागि आदर्श बनाउँछ।
अर्गन (एआर):
भूमिका: प्लाज्मा प्रक्रियाहरूमा यसको संलग्नताको अतिरिक्त, आर्गन प्रक्रियाहरूमा साधन हो जहाँ नियन्त्रित ग्यास संरचनाहरू महत्त्वपूर्ण हुन्छन्।
अतिरिक्त नोटहरू: किनभने यसले धेरै सामग्रीहरूसँग प्रतिक्रिया गर्दैन, आर्गन पनि स्पटरिङको लागि प्रयोग गरिन्छ, जसले धातु वा डाइलेक्ट्रिक फिल्महरू जम्मा गर्न मद्दत गर्दछ जहाँ सतहहरू प्रदूषण बिना कायम राख्नुपर्छ।
हेलियम (He):
भूमिका: हेलियमको थर्मल गुणहरूले यसलाई प्रतिक्रियात्मक प्रक्रियाहरूमा चिसो र तापमान स्थिरता कायम राख्नको लागि अमूल्य बनाउँछ।
अतिरिक्त नोटहरू: यो प्रायः उच्च-ऊर्जा लेजर प्रणालीहरूमा लिथोग्राफीको लागि प्रयोग गरिन्छ यसको गैर-प्रतिक्रियाशील प्रकृति र अप्टिकल पथलाई प्रदूषणबाट मुक्त राख्ने क्षमताको कारण।
हाइड्रोजन (H₂):
भूमिका: एनेलिङमा यसको प्रयोगभन्दा बाहिर, हाइड्रोजनले वेफर्सको सतह सफा गर्न पनि मद्दत गर्छ र एपिटेक्सीको समयमा रासायनिक प्रतिक्रियाहरूमा संलग्न हुन सक्छ।
थप नोटहरू: पातलो फिल्महरूको निक्षेपमा हाइड्रोजनको प्रयोगले अर्धचालक सामग्रीहरूमा वाहक एकाग्रतामा बढी नियन्त्रणको लागि अनुमति दिन्छ, तिनीहरूको विद्युतीय गुणहरूलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा परिमार्जन गर्दछ।
विशेष ग्यास र डोपेन्ट
सिलेन (SiH₄):
भूमिका: सिलिकन डिपोजिसनको लागि अग्रदूत हुनुको अलावा, सिलेनलाई इलेक्ट्रोनिक विशेषताहरू सुधार गर्ने निष्क्रिय फिल्ममा पोलिमराइज गर्न सकिन्छ।
अतिरिक्त नोटहरू: यसको प्रतिक्रियालाई सुरक्षा चिन्ताहरूको कारणले सावधानीपूर्वक ह्यान्डल गर्न आवश्यक छ, विशेष गरी जब हावा वा अक्सिजनसँग मिसिन्छ।
अमोनिया (NH₃):
भूमिका: नाइट्राइड फिल्महरू उत्पादन गर्नुका साथै, सेमीकन्डक्टर यन्त्रहरूको विश्वसनीयता बढाउने प्यासिभेसन तहहरू उत्पादन गर्नमा अमोनिया महत्त्वपूर्ण हुन्छ।
अतिरिक्त नोटहरू: यो प्रक्रियाहरूमा संलग्न हुन सक्छ जुन सिलिकनमा नाइट्रोजन समावेश गर्न आवश्यक छ, इलेक्ट्रोनिक गुणहरू सुधार गर्दै।
Phosphine (PH₃), Arsine (AsH₃), र Diborane (B₂H₆):
भूमिका: यी ग्यासहरू डोपिङका लागि मात्र आवश्यक छैनन् तर उन्नत अर्धचालक उपकरणहरूमा इच्छित विद्युतीय गुणहरू प्राप्त गर्नका लागि पनि महत्त्वपूर्ण छन्।
अतिरिक्त नोटहरू: तिनीहरूको विषाक्तताले खतराहरू कम गर्न निर्माण वातावरणमा कडा सुरक्षा प्रोटोकलहरू र निगरानी प्रणालीहरू आवश्यक पर्दछ।
नक्काशी र सफाई ग्यासहरू
फ्लोरोकार्बन (CF₄, SF₆):
भूमिका: यी ग्यासहरू सुक्खा नक्काशी प्रक्रियाहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जसले भिजेको नक्काशी विधिहरूको तुलनामा उच्च परिशुद्धता प्रदान गर्दछ।
अतिरिक्त नोटहरू: CF₄ र SF₆ सिलिकन-आधारित सामग्रीहरू कुशलतापूर्वक नक्काशी गर्ने क्षमताको कारणले महत्त्वपूर्ण छन्, जसले आधुनिक माइक्रोइलेक्ट्रोनिक्समा राम्रो ढाँचा रिजोल्युसनको लागि अनुमति दिन्छ।
क्लोरीन (Cl₂) र हाइड्रोजन फ्लोराइड (HF):
भूमिका: क्लोरीनले आक्रामक नक्काशी क्षमताहरू प्रदान गर्दछ, विशेष गरी धातुहरूको लागि, जबकि HF सिलिकन डाइअक्साइड हटाउनको लागि महत्त्वपूर्ण छ।
अतिरिक्त नोटहरू: यी ग्यासहरूको संयोजनले विभिन्न निर्माण चरणहरूमा प्रभावकारी तह हटाउन अनुमति दिन्छ, त्यसपछिको प्रक्रिया चरणहरूको लागि सफा सतहहरू सुनिश्चित गर्दै।
नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड (NF₃):
भूमिका: NF₃ CVD प्रणालीहरूमा वातावरणीय सफाईको लागि निर्णायक छ, इष्टतम कार्यसम्पादन कायम राख्न दूषित पदार्थहरूसँग प्रतिक्रिया दिँदै।
अतिरिक्त नोटहरू: यसको हरितगृह ग्यास सम्भाव्यताको बारेमा चिन्ताको बावजुद, NF₃ को सफाईमा दक्षताले यसलाई धेरै कारखानाहरूमा रुचाइएको छनोट बनाउँछ, यद्यपि यसको प्रयोगलाई सावधानीपूर्वक वातावरणीय विचार आवश्यक पर्दछ।
अक्सिजन (O₂):
भूमिका: अक्सिजनद्वारा सहज हुने अक्सीकरण प्रक्रियाहरूले अर्धचालक संरचनाहरूमा आवश्यक इन्सुलेट तहहरू सिर्जना गर्न सक्छ।
अतिरिक्त नोटहरू: SiO₂ तहहरू बनाउन सिलिकनको अक्सीकरण बढाउनमा अक्सिजनको भूमिका सर्किट कम्पोनेन्टहरूको अलगाव र सुरक्षाको लागि महत्त्वपूर्ण छ।
सेमीकन्डक्टर निर्माणमा उदीयमान ग्यासहरू
माथि सूचीबद्ध परम्परागत ग्यासहरूको अतिरिक्त, अन्य ग्यासहरू अर्धचालक निर्माण प्रक्रियामा ध्यान प्राप्त गर्दैछन्, जसमा:
कार्बन डाइअक्साइड (CO₂): केहि सफाई र नक्काशी अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, विशेष गरी उन्नत सामग्रीहरू समावेश गर्ने।
सिलिकन डाइअक्साइड (SiO₂): यद्यपि मानक अवस्थाहरूमा ग्यास होइन, सिलिकन डाइअक्साइडको वाष्पीकृत रूपहरू निश्चित निक्षेप प्रक्रियाहरूमा प्रयोग गरिन्छ।
वातावरणीय विचारहरू
सेमीकन्डक्टर उद्योग विभिन्न ग्यासहरूको प्रयोगसँग सम्बन्धित वातावरणीय प्रभावलाई कम गर्नमा केन्द्रित छ, विशेष गरी ती शक्तिशाली हरितगृह ग्यासहरू। यसले उन्नत ग्यास प्रबन्धन प्रणालीको विकास र कम वातावरणीय पदचिह्नको साथ समान फाइदाहरू प्रदान गर्न सक्ने वैकल्पिक ग्यासहरूको अन्वेषणको नेतृत्व गरेको छ।
निष्कर्ष
अर्धचालक निर्माणमा प्रयोग हुने ग्यासहरूले निर्माण प्रक्रियाहरूको शुद्धता र दक्षता सुनिश्चित गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। टेक्नोलोजीको विकासको रूपमा, सेमीकन्डक्टर उद्योगले ग्यास शुद्धता र व्यवस्थापनमा सुधारहरूको लागि निरन्तर प्रयास गर्दछ, साथै तिनीहरूको प्रयोगसँग सम्बन्धित सुरक्षा र वातावरणीय चिन्ताहरूलाई पनि सम्बोधन गर्दछ।
