Индустрија полупроводника, као срж савременог технолошког развоја, у свој производни процес укључује бројне гасове високе прецизности и чистоће. Специјални гасови за полупроводнике односе се на гасове који играју кључну улогу у производњи полупроводничких материјала, производњи чипова, таложењу танког филма, јеткању и другим процесима. Ови гасови морају испуњавати строге захтеве за чистоћу, стабилност и прецизну контролу над процесима реакције. Овај чланак ће представити неколико уобичајених специјалних гасова који се користе у полупроводницима и размотрити њихову улогу у процесу производње полупроводника.

1. водоник (Х₂)

Водоник се широко користи у производњи полупроводника, посебно у хемијском таложењу из паре (ЦВД) и реакцијама редукције. У ЦВД-у, водоник се често меша са другим гасовима за стварање танких филмова, као што су силицијумски филмови. Водоник такође делује као редукционо средство у процесима таложења метала и уклањања оксида. Поред тога, водоник се користи у чишћењу и третирању полупроводничких плочица за ефикасно уклањање површинских загађивача и побољшање квалитета чипова.

2. азот (Н₂)

Азот, инертни гас, углавном се користи да обезбеди окружење без кисеоника у производњи полупроводника. Обично се користи у чишћењу опреме, процесима хлађења и као разблаживач у реакционим атмосферама. У процесима таложења паре и јеткања, азот се често меша са другим гасовима да би се стабилизовали реакциони услови и контролисала брзина реакције. Азот се такође користи за сузбијање оксидације, штитећи осетљиве материјале од оштећења оксидацијом.

3. кисеоник (О₂)

Кисеоник игра кључну улогу у индустрији полупроводника, посебно у процесима оксидације. У формирању слоја силицијум диоксида на површини силицијумских плочица, кисеоник је неопходан. Увођењем кисеоника, на површини силикона се формира једнолични слој оксида, који је од виталног значаја за електричне перформансе и стабилност уређаја. Кисеоник се такође користи у процесима чишћења и јеткања, реагујући са другим хемијским гасовима да би се формирали оксиди или уклонили одређени метални филмови.

4. Угљен тетрафлуорид (ЦФ₄)

Угљен-тетрафлуорид се широко користи у процесима јеткања. У полупроводничком јеткању, ЦФ₄ се меша са другим гасовима како би се ефикасно уклонили танки филмови силицијума, силицијум нитрида, метала и других материјала. Када се ЦФ₄ комбинује са флуором, он формира флуориде, који имају јаку реактивност и могу ефикасно нагризати циљни материјал. Овај гас је кључан за високо прецизно нагризање узорака у производњи интегрисаних кола.

5. Хлороводоник (ХЦл)

Гас водоник-хлорида се првенствено користи као гас за јеткање, посебно у јеткању металних материјала. Реагује са металним филмовима и формира хлориде, омогућавајући уклањање металних слојева. Овај процес се широко користи у обликовању танких металних филмова, осигуравајући прецизност структуре чипова.

6. Азот трифлуорид (НФ₃)

Азот трифлуорид се углавном користи за чишћење остатака таложења у опреми за јеткање плазмом. У процесима јеткања плазмом, НФ₃ реагује са депонованим материјалима (као што су силицијум флуориди) да би се формирали флуориди који се лако уклањају. Овај гас је веома ефикасан у процесу чишћења, помажући да се одржи чистоћа опреме за нагризање и побољша тачност и ефикасност производних процеса.

7. силан (СиХ₄)

Силан је гас који се обично користи у хемијском таложењу паре (ЦВД), посебно за таложење танких силиконских филмова. Силан се разлаже на високим температурама и формира силиконске филмове на површини супстрата, што је кључно у производњи полупроводника. Подешавањем протока силана и реакционих услова, брзина таложења и квалитет филма могу се прецизно контролисати.

8. Бор трифлуорид (БФ₃)

Бор трифлуорид је важан допинг гас, који се обично користи у процесу допинга бора у производњи полупроводника. Користи се за подешавање електричних својстава кристала реакцијом са силицијумском подлогом да би се формирао жељени слој допинга. Процес допинга бора је од суштинског значаја за стварање полупроводничких материјала П-типа, а гас БФ₃ игра кључну улогу у овом процесу.

9. сумпор хексафлуорид (СФ₆)

Сумпор хексафлуорид се углавном користи у процесима јеткања полупроводника, посебно у високо-прецизном јеткању. Због својих високих електричних изолационих својстава и хемијске стабилности, СФ₆ се може комбиновати са другим гасовима да би се прецизно уклонили слојеви материјала и обезбедили прецизни узорци. Такође се широко користи у јонском јеткању, ефикасно уклањајући нежељене металне филмове.

Закључак

Специјални гасови за полупроводнике играју незаменљиву улогу у производњи интегрисаних кола. Како технологија наставља да напредује, потражња за већом чистоћом и перформансама ових гасова се повећава, што подстиче добављаче да константно оптимизују квалитет и врсте гасова. У будућности, индустрија полупроводника ће наставити да се ослања на ове специјалне гасове како би подржала производњу чипова следеће генерације и технолошких иновација. Због тога ће разумевање и примена специјалних полупроводничких гасова бити критични у покретању континуираног развоја индустрије полупроводника.