సెమీకండక్టర్స్ కోసం ప్రత్యేక వాయువులు
సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ, ఆధునిక సాంకేతిక అభివృద్ధికి ప్రధాన అంశంగా, దాని తయారీ ప్రక్రియలో అనేక అధిక-ఖచ్చితమైన మరియు అధిక స్వచ్ఛత వాయువులను కలిగి ఉంటుంది. సెమీకండక్టర్ల కోసం ప్రత్యేక వాయువులు సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్ ఉత్పత్తి, చిప్ తయారీ, థిన్-ఫిల్మ్ డిపాజిషన్, ఎచింగ్ మరియు ఇతర ప్రక్రియలలో కీలక పాత్ర పోషించే వాయువులను సూచిస్తాయి. ఈ వాయువులు స్వచ్ఛత, స్థిరత్వం మరియు ప్రతిచర్య ప్రక్రియలపై ఖచ్చితమైన నియంత్రణ కోసం కఠినమైన అవసరాలను తీర్చాలి. ఈ వ్యాసం సెమీకండక్టర్లలో ఉపయోగించే అనేక సాధారణ ప్రత్యేక వాయువులను పరిచయం చేస్తుంది మరియు సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియలో వాటి పాత్రలను చర్చిస్తుంది.
- హైడ్రోజన్ (H₂)
హైడ్రోజన్ సెమీకండక్టర్ తయారీలో, ముఖ్యంగా రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) మరియు తగ్గింపు ప్రతిచర్యలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. CVDలో, సిలికాన్ ఫిల్మ్ల వంటి సన్నని పొరలను పెంచడానికి హైడ్రోజన్ తరచుగా ఇతర వాయువులతో కలుపుతారు. హైడ్రోజన్ మెటల్ నిక్షేపణ మరియు ఆక్సైడ్ తొలగింపు ప్రక్రియలలో తగ్గించే ఏజెంట్గా కూడా పనిచేస్తుంది. అదనంగా, ఉపరితల కలుషితాలను సమర్థవంతంగా తొలగించడానికి మరియు చిప్ల నాణ్యతను మెరుగుపరచడానికి సెమీకండక్టర్ పొరలను శుభ్రపరచడానికి మరియు చికిత్స చేయడానికి హైడ్రోజన్ ఉపయోగించబడుతుంది.
- నత్రజని (N₂)
నైట్రోజన్, ఒక జడ వాయువు, ప్రధానంగా సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఆక్సిజన్ లేని వాతావరణాన్ని అందించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది సాధారణంగా పరికరాలు శుభ్రపరచడం, శీతలీకరణ ప్రక్రియలు మరియు ప్రతిచర్య వాతావరణంలో పలుచనగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఆవిరి నిక్షేపణ మరియు ఎచింగ్ ప్రక్రియలలో, ప్రతిచర్య పరిస్థితులను స్థిరీకరించడానికి మరియు ప్రతిచర్య రేటును నియంత్రించడానికి నత్రజని తరచుగా ఇతర వాయువులతో కలుపుతారు. నత్రజని ఆక్సీకరణను అణిచివేసేందుకు, ఆక్సీకరణ నష్టం నుండి సున్నితమైన పదార్థాలను రక్షించడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.
- ఆక్సిజన్ (O₂)
ఆక్సిజన్ సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో, ముఖ్యంగా ఆక్సీకరణ ప్రక్రియలలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. సిలికాన్ పొరల ఉపరితలంపై సిలికాన్ డయాక్సైడ్ పొర ఏర్పడటానికి, ఆక్సిజన్ అవసరం. ఆక్సిజన్ను ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా, సిలికాన్ ఉపరితలంపై ఏకరీతి ఆక్సైడ్ పొర ఏర్పడుతుంది, ఇది విద్యుత్ పనితీరు మరియు పరికర స్థిరత్వానికి ముఖ్యమైనది. ఆక్సిజన్ శుభ్రపరచడం మరియు చెక్కడం ప్రక్రియలలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇతర రసాయన వాయువులతో చర్య జరిపి ఆక్సైడ్లను ఏర్పరుస్తుంది లేదా కొన్ని మెటల్ ఫిల్మ్లను తొలగిస్తుంది.
- కార్బన్ టెట్రాఫ్లోరైడ్ (CF₄)
కార్బన్ టెట్రాఫ్లోరైడ్ ఎచింగ్ ప్రక్రియలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. సెమీకండక్టర్ ఎచింగ్లో, సిలికాన్, సిలికాన్ నైట్రైడ్, మెటల్ మరియు ఇతర పదార్థాల సన్నని పొరలను సమర్థవంతంగా తొలగించడానికి CF₄ ఇతర వాయువులతో కలుపుతారు. CF₄ ఫ్లోరిన్తో కలిపినప్పుడు, అది ఫ్లోరైడ్లను ఏర్పరుస్తుంది, ఇవి బలమైన రియాక్టివిటీని కలిగి ఉంటాయి మరియు లక్ష్య పదార్థాన్ని సమర్ధవంతంగా చెక్కగలవు. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ ఉత్పత్తిలో అధిక-ఖచ్చితమైన నమూనా చెక్కడానికి ఈ వాయువు కీలకం.
- హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ (HCl)
హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ వాయువును ప్రధానంగా ఎచింగ్ గ్యాస్గా ఉపయోగిస్తారు, ముఖ్యంగా లోహ పదార్థాల చెక్కడంలో. ఇది మెటల్ పొరలతో చర్య జరిపి క్లోరైడ్లను ఏర్పరుస్తుంది, తద్వారా లోహ పొరలను తొలగించవచ్చు. ఈ ప్రక్రియ సన్నని మెటల్ ఫిల్మ్ల నమూనాలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, చిప్ నిర్మాణాల ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.
- నైట్రోజన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ (NF₃)
నత్రజని ట్రైఫ్లోరైడ్ ప్రధానంగా ప్లాస్మా ఎచింగ్ పరికరాలలో నిక్షేపణ అవశేషాలను శుభ్రం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. ప్లాస్మా ఎచింగ్ ప్రక్రియలలో, NF₃ సులభంగా తొలగించగల ఫ్లోరైడ్లను ఏర్పరచడానికి డిపాజిట్ చేయబడిన పదార్థాలతో (సిలికాన్ ఫ్లోరైడ్లు వంటివి) చర్య జరుపుతుంది. ఈ వాయువు శుభ్రపరిచే ప్రక్రియలో అత్యంత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది, చెక్కడం పరికరాల శుభ్రతను నిర్వహించడానికి మరియు తయారీ ప్రక్రియల యొక్క ఖచ్చితత్వం మరియు సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడంలో సహాయపడుతుంది.
- సిలేన్ (SiH₄)
సిలేన్ అనేది రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD)లో సాధారణంగా ఉపయోగించే వాయువు, ప్రత్యేకించి సిలికాన్ సన్నని ఫిల్మ్లను డిపాజిట్ చేయడానికి. సిలేన్ అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కుళ్ళిపోయి ఉపరితల ఉపరితలంపై సిలికాన్ ఫిల్మ్లను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది సెమీకండక్టర్ తయారీలో కీలకమైనది. సిలేన్ మరియు ప్రతిచర్య పరిస్థితుల ప్రవాహాన్ని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, నిక్షేపణ రేటు మరియు చలనచిత్ర నాణ్యతను ఖచ్చితంగా నియంత్రించవచ్చు.
- బోరాన్ ట్రిఫ్లోరైడ్ (BF₃)
బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ అనేది ఒక ముఖ్యమైన డోపింగ్ గ్యాస్, సాధారణంగా సెమీకండక్టర్ తయారీలో బోరాన్ డోపింగ్ ప్రక్రియలో ఉపయోగిస్తారు. సిలికాన్ సబ్స్ట్రేట్తో చర్య జరిపి కావలసిన డోపింగ్ పొరను ఏర్పరచడం ద్వారా క్రిస్టల్ యొక్క విద్యుత్ లక్షణాలను సర్దుబాటు చేయడానికి ఇది ఉపయోగించబడుతుంది. P-రకం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలను రూపొందించడానికి బోరాన్ డోపింగ్ ప్రక్రియ అవసరం, మరియు ఈ ప్రక్రియలో BF₃ వాయువు కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.
- సల్ఫర్ హెక్సాఫ్లోరైడ్ (SF₆)
సల్ఫర్ హెక్సాఫ్లోరైడ్ ప్రధానంగా సెమీకండక్టర్ ఎచింగ్ ప్రక్రియలలో, ప్రత్యేకించి హై-ప్రెసిషన్ ఎచింగ్లో ఉపయోగించబడుతుంది. అధిక ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేటింగ్ లక్షణాలు మరియు రసాయన స్థిరత్వం కారణంగా, SF₆ని ఇతర వాయువులతో కలిపి మెటీరియల్ ఫిల్మ్లను ఖచ్చితంగా తొలగించి, ఖచ్చితమైన నమూనాలను నిర్ధారించవచ్చు. ఇది అయాన్ ఎచింగ్లో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, అవాంఛిత మెటల్ ఫిల్మ్లను సమర్థవంతంగా తొలగిస్తుంది.
తీర్మానం
సెమీకండక్టర్ల కోసం ప్రత్యేక వాయువులు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల తయారీలో భర్తీ చేయలేని పాత్రను పోషిస్తాయి. సాంకేతికత పురోగమిస్తున్నందున, ఈ వాయువుల యొక్క అధిక స్వచ్ఛత మరియు పనితీరు కోసం డిమాండ్ పెరుగుతుంది, సరఫరాదారులు వాయువుల నాణ్యత మరియు రకాలను నిరంతరం ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ప్రేరేపిస్తుంది. భవిష్యత్తులో, సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ తదుపరి తరం చిప్స్ మరియు సాంకేతిక ఆవిష్కరణల ఉత్పత్తికి మద్దతు ఇవ్వడానికి ఈ ప్రత్యేక వాయువులపై ఆధారపడటం కొనసాగిస్తుంది. అందువల్ల, సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ యొక్క నిరంతర అభివృద్ధిని నడపడంలో సెమీకండక్టర్ స్పెషాలిటీ వాయువులను అర్థం చేసుకోవడం మరియు వర్తింపజేయడం చాలా కీలకం.
