අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා කරන වායු මොනවාද?
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනය විවිධ වායූන් මත රඳා පවතී, ඒවා ප්රධාන වර්ග තුනකට වර්ග කළ හැකිය: තොග වායු, විශේෂිත වායු, සහ කැටයම් වායු. මෙම වායු දූෂණය වැලැක්වීම සඳහා අතිශයින් ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුක්ත විය යුතු අතර, සියුම් හා සංකීර්ණ නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය විනාශ කළ හැකිය.
තොග වායු
නයිට්රජන් (N₂):
භූමිකාව: N₂ ක්රියාවලි කුටි පිරිසිදු කිරීම සහ අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ විවිධ අවස්ථා වලදී නිෂ්ක්රීය වායුගෝලයක් සැපයීම ඇතුළුව බහුවිධ අරමුණු සඳහා සේවය කරයි.
අමතර සටහන්: ඔක්සිකරණය අවම කිරීම සඳහා සිලිකන් වේෆර් ප්රවාහනය සහ ගබඩා කිරීමේදී නයිට්රජන් බොහෝ විට භාවිතා වේ. එහි නිෂ්ක්රීය ස්වභාවය එය වෙනත් ද්රව්ය සමඟ ප්රතික්රියා නොකරන බව සහතික කරයි, එය පිරිසිදු සැකසුම් පරිසරයක් පවත්වා ගැනීම සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.
ආගන් (Ar):
භූමිකාව: ප්ලාස්මා ක්රියාවලීන්හි එහි සම්බන්ධයට අමතරව, පාලිත වායු සංයුති තීරණාත්මක වන ක්රියාවලීන් සඳහා ආගන් උපකරණයකි.
අමතර සටහන්: එය බොහෝ ද්රව්ය සමඟ ප්රතික්රියා නොකරන නිසා, ආගන් ස්පුටර් කිරීම සඳහා ද භාවිතා කරයි, එමඟින් මතුපිට දූෂණයෙන් තොරව නඩත්තු කළ යුතු ලෝහ හෝ පාර විද්යුත් පටල තැන්පත් කිරීමට උපකාරී වේ.
හීලියම් (ඔහු):
කාර්යභාරය: හීලියම්වල තාප ගුණ නිසා ප්රතික්රියාකාරක ක්රියාවලීන්හිදී සිසිලනය සහ උෂ්ණත්ව අනුකූලතාව පවත්වා ගැනීම සඳහා එය අගනා වේ.
අමතර සටහන්: එහි ප්රතික්රියාශීලී නොවන ස්වභාවය සහ දූෂණයෙන් තොර දෘශ්ය මාර්ගය පවත්වා ගැනීමේ හැකියාව හේතුවෙන් එය බොහෝ විට ලිතෝග්රැෆි සඳහා අධි ශක්ති ලේසර් පද්ධතිවල භාවිතා වේ.
හයිඩ්රජන් (H₂):
භූමිකාව: ඇනීලීකරණයේදී එහි යෙදීමෙන් ඔබ්බට, හයිඩ්රජන් වේෆර්වල මතුපිට පිරිසිදු කිරීමට ද සහාය වන අතර එපිටැක්සියේදී රසායනික ප්රතික්රියාවලට සම්බන්ධ විය හැකිය.
අමතර සටහන්: තුනී පටල තැන්පත් කිරීමේදී හයිඩ්රජන් භාවිතය අර්ධ සන්නායක ද්රව්යවල වාහක සාන්ද්රණය මත වැඩි පාලනයකට ඉඩ සලසයි, ඒවායේ විද්යුත් ගුණාංග සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කරයි.
විශේෂ වායු සහ මාත්රණ
සිලේන් (SiH₄):
භූමිකාව: සිලිකන් තැන්පත් වීමේ පූර්වගාමියා හැරුණු විට, සිලේන් ඉලෙක්ට්රොනික ලක්ෂණ වැඩි දියුණු කරන උදාසීන පටලයක් බවට බහුඅවයවීකරණය කළ හැක.
අමතර සටහන්: විශේෂයෙන් වාතය හෝ ඔක්සිජන් සමඟ මිශ්ර වූ විට එහි ප්රතික්රියාකාරිත්වය ආරක්ෂාකාරී කරුණු හේතුවෙන් ප්රවේශමෙන් හැසිරවීම අවශ්ය වේ.
ඇමෝනියා (NH₃):
භූමිකාව: නයිට්රයිඩ් පටල නිෂ්පාදනයට අමතරව, අර්ධ සන්නායක උපාංගවල විශ්වසනීයත්වය වැඩි කරන passivation layers නිෂ්පාදනය කිරීමේදී ඇමෝනියා වැදගත් වේ.
අමතර සටහන්: ඉලෙක්ට්රොනික ගුණ වැඩි දියුණු කරමින් සිලිකන් වලට නයිට්රජන් ඇතුළත් කිරීම අවශ්ය වන ක්රියාවලීන් සඳහා එය සම්බන්ධ විය හැක.
ෆොස්ෆින් (PH₃), Arsine (AsH₃), සහ Diborane (B₂H₆):
කාර්යභාරය: මෙම වායූන් මාත්රණය සඳහා අත්යවශ්ය පමණක් නොව උසස් අර්ධ සන්නායක උපාංගවල අපේක්ෂිත විද්යුත් ගුණාංග සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහාද ඉතා වැදගත් වේ.
අමතර සටහන්: ඒවායේ විෂ සහිත බව නිසා උපද්රව අවම කිරීම සඳහා නිෂ්පාදන පරිසරයන්හි දැඩි ආරක්ෂිත ප්රොටෝකෝල සහ නිරීක්ෂණ පද්ධති අවශ්ය වේ.
වායූන් කැටයම් කිරීම සහ පිරිසිදු කිරීම
ෆ්ලෝරෝ කාබන් (CF₄, SF₆):
කාර්යභාරය: තෙත් කැටයම් ක්රමවලට සාපේක්ෂව ඉහළ නිරවද්යතාවයක් ලබා දෙන වියළි කැටයම් ක්රියාවලීන්හි මෙම වායූන් භාවිතා වේ.
අමතර සටහන්: CF₄ සහ SF₆ සැලකිය යුතු වන්නේ සිලිකන් මත පදනම් වූ ද්රව්ය කාර්යක්ෂමව කැටයම් කිරීමේ හැකියාව නිසා, නවීන ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්රොනික විද්යාවේ තීරණාත්මක සියුම් රටා විභේදනය සඳහා ඉඩ සලසයි.
ක්ලෝරීන් (Cl₂) සහ හයිඩ්රජන් ෆ්ලෝරයිඩ් (HF):
කාර්යභාරය: ක්ලෝරීන් ආක්රමණශීලී කැටයම් හැකියාවන් සපයයි, විශේෂයෙන් ලෝහ සඳහා, HF සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් ඉවත් කිරීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.
අමතර සටහන්: මෙම වායූන්ගේ සංකලනය විවිධ නිෂ්පාදන අවස්ථා වලදී ඵලදායී ස්ථර ඉවත් කිරීමට ඉඩ සලසයි, පසුව සැකසීමේ පියවර සඳහා පිරිසිදු මතුපිට සහතික කරයි.
නයිට්රජන් ට්රයිෆ්ලෝරයිඩ් (NF₃):
කාර්යභාරය: CVD පද්ධතිවල පාරිසරික පිරිසිදු කිරීම සඳහා NF₃ වැදගත් වේ, ප්රශස්ත ක්රියාකාරිත්වය පවත්වා ගැනීම සඳහා දූෂක සමඟ ප්රතිචාර දක්වයි.
අමතර සටහන්: එහි හරිතාගාර වායු විභවය පිළිබඳ කනස්සල්ල තිබියදීත්, NF₃ පිරිසිදු කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවය බොහෝ කර්මාන්තශාලා වල එය වඩාත් කැමති තේරීමක් කරයි, නමුත් එහි භාවිතය සඳහා ප්රවේශමෙන් පාරිසරික සලකා බැලීම අවශ්ය වේ.
ඔක්සිජන් (O₂):
කාර්යභාරය: ඔක්සිජන් මගින් පහසු කරන ලද ඔක්සිකරණ ක්රියාවලීන් අර්ධ සන්නායක ව්යුහයන් තුළ අත්යවශ්ය පරිවාරක ස්ථර සෑදිය හැක.
අමතර සටහන්: SiO₂ ස්ථර සෑදීම සඳහා සිලිකන් ඔක්සිකරණය වැඩි දියුණු කිරීමේදී ඔක්සිජන් භූමිකාව පරිපථ සංරචක හුදකලා කිරීම සහ ආරක්ෂා කිරීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ නැගී එන වායු
ඉහත ලැයිස්තුගත කර ඇති සාම්ප්රදායික වායූන්ට අමතරව, අනෙකුත් වායූන් අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේදී අවධානයට ලක්ව ඇත.
කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO₂): සමහර පිරිසිදු කිරීමේ සහ කැටයම් කිරීමේ යෙදුම්වල, විශේෂයෙන් උසස් ද්රව්ය ඇතුළත් යෙදුම්වල භාවිතා වේ.
සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් (SiO₂): සම්මත තත්ත්වයන් යටතේ වායුවක් නොවුවද, වාෂ්පීකරණය කරන ලද සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් ආකාර ඇතැම් තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලීන්හිදී භාවිතා වේ.
පාරිසරික සලකා බැලීම්
අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය වැඩි වැඩියෙන් අවධානය යොමු කර ඇත්තේ විවිධ වායූන්, විශේෂයෙන් ප්රබල හරිතාගාර වායු භාවිතය හා සම්බන්ධ පාරිසරික බලපෑම අවම කිරීම සඳහා ය. මෙය උසස් ගෑස් කළමනාකරණ පද්ධති සංවර්ධනය කිරීමට සහ අඩු පාරිසරික පියසටහනක් සමඟ සමාන ප්රතිලාභ ලබා දිය හැකි විකල්ප වායු ගවේෂණය කිරීමට හේතු වී තිබේ.
නිගමනය
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා වන වායූන් නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන්හි නිරවද්යතාවය සහ කාර්යක්ෂමතාව සහතික කිරීම සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. තාක්ෂණය දියුණු වන විට, අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය වායු සංශුද්ධතාවය සහ කළමනාකරණය වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා අඛණ්ඩව උත්සාහ කරන අතරම ඒවායේ භාවිතය හා සම්බන්ධ ආරක්ෂාව සහ පාරිසරික ගැටළු ආමන්ත්රණය කරයි.
