Viwanda vya semiconductor hutegemea gesi anuwai, ambazo zinaweza kugawanywa katika aina kuu tatu: gesi nyingi, gesi maalum, na gesi za kuokota. Gesi hizi lazima ziwe za usafi mkubwa sana kuzuia uchafu, ambao unaweza kuharibu mchakato wa uwongo na ngumu.

Gesi nyingi

Nitrojeni (n₂):

Jukumu: N₂ hutumikia madhumuni mengi, pamoja na vyumba vya mchakato wa kusafisha na kutoa mazingira ya kuingiza wakati wa hatua mbali mbali za utengenezaji wa semiconductor.
Vidokezo vya ziada: Nitrojeni mara nyingi huajiriwa katika usafirishaji na uhifadhi wa mikate ya silicon ili kupunguza oxidation. Asili yake ya ndani inahakikisha kuwa haiguswa na vifaa vingine, na kuifanya kuwa bora kwa kudumisha mazingira safi ya usindikaji.

Argon (AR):
Jukumu: Mbali na ushiriki wake katika michakato ya plasma, Argon ni muhimu katika michakato ambayo nyimbo za gesi zilizodhibitiwa ni muhimu.
Vidokezo vya ziada: Kwa sababu haina kuguswa na vifaa vingi, Argon pia hutumiwa kwa sputtering, ambayo husaidia katika kuweka filamu za chuma au dielectric ambapo nyuso lazima zihifadhiwe bila uchafu.

Helium (yeye):
Jukumu: Mali ya mafuta ya Helium hufanya iwe muhimu sana kwa baridi na kudumisha hali ya joto wakati wa michakato tendaji.
Vidokezo vya ziada: Mara nyingi hutumiwa katika mifumo ya laser yenye nguvu ya juu kwa sababu ya asili yake isiyo na kazi na uwezo wa kudumisha njia ya macho bila uchafu.

Hydrogen (H₂):
Jukumu: Zaidi ya matumizi yake katika kushikamana, haidrojeni pia husaidia katika kusafisha uso wa mikate na inaweza kuhusika katika athari za kemikali wakati wa epitaxy.
Maelezo ya ziada: Matumizi ya haidrojeni katika uwekaji wa filamu nyembamba huruhusu udhibiti mkubwa juu ya mkusanyiko wa wabebaji katika vifaa vya semiconductor, kurekebisha mali zao za umeme kwa kiasi kikubwa.

Gesi maalum na dopants

Silane (Sih₄):
Jukumu: Mbali na kuwa mtangulizi wa uwekaji wa silicon, Silane inaweza kupigwa polymering kuwa filamu ya kupita ambayo inaboresha sifa za elektroniki.
Maelezo ya ziada: Kufanya kazi kwake kunahitaji utunzaji wa uangalifu kwa sababu ya wasiwasi wa usalama, haswa wakati unachanganywa na hewa au oksijeni.

Amonia (NH₃):
Jukumu: Mbali na kutengeneza filamu za nitride, amonia ni muhimu katika kutengeneza tabaka za kupita ambazo huongeza kuegemea kwa vifaa vya semiconductor.
Maelezo ya ziada: Inaweza kuhusika katika michakato ambayo inahitaji kuingizwa kwa nitrojeni ndani ya silicon, kuboresha mali za elektroniki.

Phosphine (ph₃), arsine (ash₃), na diborane (B₂H₆):
Jukumu: Gesi hizi sio muhimu tu kwa doping lakini pia ni muhimu kwa kufikia mali ya umeme inayotaka katika vifaa vya juu vya semiconductor.
Maelezo ya ziada: sumu yao inahitajika itifaki kali za usalama na mifumo ya kuangalia katika mazingira ya upangaji ili kupunguza hatari.

Kuweka na kusafisha gesi

Fluorocarbons (CF₄, SF₆):
Jukumu: Gesi hizi zinaajiriwa katika michakato ya kukausha kavu, ambayo hutoa usahihi wa hali ya juu ukilinganisha na njia za mvua za mvua.
Maelezo ya ziada: CF₄ na SF₆ ni muhimu kwa sababu ya uwezo wao wa kuweka vifaa vya msingi wa silicon, ikiruhusu azimio nzuri la muundo muhimu katika microelectronics ya kisasa.

Chlorine (CL₂) na Hydrogen Fluoride (HF):
Jukumu: Chlorine hutoa uwezo wa kueneza nguvu, haswa kwa metali, wakati HF ni muhimu kwa kuondolewa kwa dioksidi ya silicon.
Maelezo ya ziada: Mchanganyiko wa gesi hizi huruhusu kuondolewa kwa safu wakati wa hatua mbali mbali za upangaji, kuhakikisha nyuso safi za hatua za usindikaji zinazofuata.

Nitrojeni trifluoride (NF₃):
Jukumu: NF₃ ni muhimu kwa kusafisha mazingira katika mifumo ya CVD, kujibu na uchafu ili kudumisha utendaji mzuri.
Maelezo ya ziada: Licha ya wasiwasi juu ya uwezo wake wa gesi chafu, ufanisi wa NF₃ katika kusafisha hufanya iwe chaguo linalopendelea katika viwanda vingi, ingawa utumiaji wake unahitaji kuzingatia mazingira ya uangalifu.

Oksijeni (O₂):
Jukumu: michakato ya oxidation inayowezeshwa na oksijeni inaweza kuunda tabaka muhimu za kuhami katika miundo ya semiconductor.
Maelezo ya ziada: Jukumu la oksijeni katika kuongeza oxidation ya silicon kuunda tabaka za SIO₂ ni muhimu kwa kutengwa na ulinzi wa sehemu za mzunguko.

Gesi zinazoibuka katika utengenezaji wa semiconductor

Mbali na gesi za jadi zilizoorodheshwa hapo juu, gesi zingine zinapata umakini katika mchakato wa utengenezaji wa semiconductor, pamoja na:

Dioksidi kaboni (CO₂): Inatumika katika matumizi mengine ya kusafisha na kuorodhesha, haswa zile zinazojumuisha vifaa vya hali ya juu.

Silicon dioksidi (SiO₂): Ingawa sio gesi chini ya hali ya kawaida, aina za dioksidi za silicon hutumika katika michakato fulani ya uwekaji.

Mawazo ya Mazingira

Sekta ya semiconductor inazidi kulenga kupunguza athari za mazingira zinazohusiana na utumiaji wa gesi anuwai, haswa zile ambazo ni gesi ya chafu yenye nguvu. Hii imesababisha maendeleo ya mifumo ya juu ya usimamizi wa gesi na uchunguzi wa gesi mbadala ambazo zinaweza kutoa faida sawa na alama ya chini ya mazingira.

Hitimisho

Gesi zinazotumiwa katika utengenezaji wa semiconductor huchukua jukumu muhimu katika kuhakikisha usahihi na ufanisi wa michakato ya upangaji. Wakati teknolojia inavyoendelea, tasnia ya semiconductor inaendelea kujitahidi kuboreshwa katika usafi wa gesi na usimamizi, wakati pia inashughulikia usalama na wasiwasi wa mazingira unaohusiana na matumizi yao.