Industria gjysmëpërçuese, si thelbi i zhvillimit modern teknologjik, përfshin gazra të shumtë me precizion të lartë dhe pastërti të lartë në procesin e saj të prodhimit. Gazrat e specializuar për gjysmëpërçuesit i referohen gazeve që luajnë një rol kyç në prodhimin e materialit gjysmëpërçues, prodhimin e çipave, depozitimin e shtresës së hollë, gdhendjen dhe procese të tjera. Këto gaze duhet të plotësojnë kërkesat strikte për pastërtinë, stabilitetin dhe kontrollin e saktë mbi proceset e reaksionit. Ky artikull do të prezantojë disa gazra specialiteti të zakonshëm të përdorur në gjysmëpërçuesit dhe do të diskutojë rolet e tyre në procesin e prodhimit të gjysmëpërçuesve.

1. Hidrogjen (H2)

Hidrogjeni përdoret gjerësisht në prodhimin e gjysmëpërçuesve, veçanërisht në depozitimin e avullit kimik (CVD) dhe reaksionet e reduktimit. Në CVD, hidrogjeni shpesh përzihet me gazra të tjerë për të rritur filma të hollë, siç janë filmat e silikonit. Hidrogjeni gjithashtu vepron si një agjent reduktues në proceset e depozitimit të metaleve dhe heqjes së oksideve. Përveç kësaj, hidrogjeni përdoret në pastrimin dhe trajtimin e vaferave gjysmëpërçuese për të hequr në mënyrë efektive ndotësit e sipërfaqes dhe për të përmirësuar cilësinë e çipave.

2. Azot (N2)

Azoti, një gaz inert, përdoret kryesisht për të siguruar një mjedis pa oksigjen në prodhimin e gjysmëpërçuesve. Përdoret zakonisht në pastrimin e pajisjeve, proceset e ftohjes dhe si hollues në atmosferat e reagimit. Në proceset e depozitimit të avullit dhe gdhendjes, azoti shpesh përzihet me gazra të tjerë për të stabilizuar kushtet e reagimit dhe për të kontrolluar shpejtësinë e reagimit. Azoti përdoret gjithashtu për të shtypur oksidimin, duke mbrojtur materialet e ndjeshme nga dëmtimi i oksidimit.

3. Oksigjen (O2)

Oksigjeni luan një rol vendimtar në industrinë e gjysmëpërçuesve, veçanërisht në proceset e oksidimit. Në formimin e një shtrese të dioksidit të silikonit në sipërfaqen e vaferave të silikonit, oksigjeni është thelbësor. Duke futur oksigjen, në sipërfaqen e silikonit formohet një shtresë uniforme oksidi, e cila është jetike për performancën elektrike dhe stabilitetin e pajisjes. Oksigjeni përdoret gjithashtu në proceset e pastrimit dhe gdhendjes, duke reaguar me gazra të tjerë kimikë për të formuar okside ose për të hequr disa filma metalikë.

4. Tetrafluorid karboni (CF4)

Tetrafluoridi i karbonit përdoret gjerësisht në proceset e gravurës. Në gdhendjen gjysmëpërçuese, CF4 përzihet me gazra të tjerë për të hequr në mënyrë efektive shtresat e hollë të silikonit, nitridit të silikonit, metalit dhe materialeve të tjera. Kur CF4 kombinohet me fluorin, ai formon fluoride, të cilat kanë reaktivitet të fortë dhe mund të gdhendin në mënyrë efikase materialin e synuar. Ky gaz është thelbësor për gdhendjen e modeleve me precizion të lartë në prodhimin e qarkut të integruar.

5. Klorur hidrogjeni (HCl)

Gazi klorur hidrogjeni përdoret kryesisht si gaz gravurë, veçanërisht në gdhendjen e materialeve metalike. Ai reagon me filmat metalikë për të formuar kloride, duke lejuar që shtresat metalike të hiqen. Ky proces përdoret gjerësisht në modelimin e filmave të hollë metalikë, duke siguruar saktësinë e strukturave të çipave.

6. Trifluori i azotit (NF3)

Trifluoridi i azotit përdoret kryesisht për të pastruar mbetjet e depozitimit në pajisjet e gravimit të plazmës. Në proceset e gravimit të plazmës, NF3 reagon me materialet e depozituara (të tilla si fluoridet e silikonit) për të formuar fluoride lehtësisht të lëvizshme. Ky gaz është shumë efikas në procesin e pastrimit, duke ndihmuar në ruajtjen e pastërtisë së pajisjeve të gravurës dhe përmirësimin e saktësisë dhe efikasitetit të proceseve të prodhimit.

7. Silan (SiH4)

Silani është një gaz i përdorur zakonisht në depozitimin kimik të avullit (CVD), veçanërisht për depozitimin e filmave të hollë të silikonit. Silani dekompozohet në temperatura të larta për të formuar filma silikoni në sipërfaqen e nënshtresës, gjë që është thelbësore në prodhimin e gjysmëpërçuesve. Duke rregulluar rrjedhën e silanit dhe kushtet e reagimit, shkalla e depozitimit dhe cilësia e filmit mund të kontrollohen saktësisht.

8. Trifluorid bor (BF3)

Trifluoridi i borit është një gaz i rëndësishëm dopingu, që përdoret zakonisht në procesin e dopingut të borit në prodhimin e gjysmëpërçuesve. Përdoret për të rregulluar vetitë elektrike të kristalit duke reaguar me substratin e silikonit për të formuar shtresën e dëshiruar të dopingut. Procesi i dopingut të borit është thelbësor për krijimin e materialeve gjysmëpërçuese të tipit P, dhe gazi BF3 luan një rol kritik në këtë proces.

9. Heksafluorid squfuri (SF6)

Heksafluoridi i squfurit përdoret kryesisht në proceset e gravurës gjysmëpërçuese, veçanërisht në gravurë me precizion të lartë. Për shkak të vetive të larta izoluese elektrike dhe stabilitetit kimik, SF₆ mund të kombinohet me gazra të tjerë për të hequr me saktësi filmat e materialit dhe për të siguruar modele të sakta. Përdoret gjithashtu gjerësisht në gdhendjen e joneve, duke hequr në mënyrë efikase filmat metalikë të padëshiruar.

konkluzioni

Gazrat e specializuar për gjysmëpërçuesit luajnë një rol të pazëvendësueshëm në prodhimin e qarqeve të integruara. Ndërsa teknologjia vazhdon të përparojë, kërkesa për pastërti dhe performancë më të lartë të këtyre gazrave rritet, duke i shtyrë furnizuesit të optimizojnë vazhdimisht cilësinë dhe llojet e gazrave. Në të ardhmen, industria e gjysmëpërçuesve do të vazhdojë të mbështetet në këto gazra të specializuara për të mbështetur prodhimin e çipave të gjeneratës së ardhshme dhe inovacioneve teknologjike. Prandaj, kuptimi dhe aplikimi i gazrave të specializuar gjysmëpërçues do të jetë kritik në nxitjen e zhvillimit të vazhdueshëm të industrisë së gjysmëpërçuesve.