సెమీకండక్టర్ తయారీ అనేక రకాలైన వాయువులపై ఆధారపడి ఉంటుంది, వీటిని మూడు ప్రధాన రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు: భారీ వాయువులు, ప్రత్యేక వాయువులు, మరియు ఎచింగ్ వాయువులు. కలుషితాన్ని నిరోధించడానికి ఈ వాయువులు చాలా ఎక్కువ స్వచ్ఛతను కలిగి ఉండాలి, ఇది సున్నితమైన మరియు సంక్లిష్టమైన కల్పన ప్రక్రియను నాశనం చేస్తుంది.

బల్క్ వాయువులు

నైట్రోజన్ (N₂):

పాత్ర: సెమీకండక్టర్ తయారీలో వివిధ దశల్లో ప్రాసెస్ ఛాంబర్‌లను ప్రక్షాళన చేయడం మరియు జడ వాతావరణాన్ని అందించడం వంటి బహుళ ప్రయోజనాల కోసం N₂ ఉపయోగపడుతుంది.
అదనపు గమనికలు: ఆక్సీకరణను తగ్గించడానికి సిలికాన్ పొరల రవాణా మరియు నిల్వలో నత్రజని తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది. దాని జడ స్వభావం ఇతర పదార్థాలతో చర్య తీసుకోకుండా నిర్ధారిస్తుంది, ఇది శుభ్రమైన ప్రాసెసింగ్ పరిసరాలను నిర్వహించడానికి అనువైనదిగా చేస్తుంది.

ఆర్గాన్ (Ar):
పాత్ర: ప్లాస్మా ప్రక్రియలలో దాని ప్రమేయంతో పాటు, నియంత్రిత వాయువు కూర్పులు కీలకమైన ప్రక్రియలలో ఆర్గాన్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.
అదనపు గమనికలు: ఇది చాలా పదార్థాలతో ప్రతిస్పందించనందున, ఆర్గాన్ స్పుట్టరింగ్ కోసం కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది లోహ లేదా విద్యుద్వాహక చిత్రాలను డిపాజిట్ చేయడంలో సహాయపడుతుంది, ఇక్కడ ఉపరితలాలు కాలుష్యం లేకుండా నిర్వహించబడతాయి.

హీలియం (అతను):
పాత్ర: హీలియం యొక్క ఉష్ణ లక్షణాలు రియాక్టివ్ ప్రక్రియల సమయంలో శీతలీకరణ మరియు ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వాన్ని నిర్వహించడానికి అమూల్యమైనవి.
అదనపు గమనికలు: నాన్-రియాక్టివ్ స్వభావం మరియు కాలుష్యం లేకుండా ఆప్టికల్ మార్గాన్ని నిర్వహించగల సామర్థ్యం కారణంగా ఇది తరచుగా లితోగ్రఫీ కోసం అధిక-శక్తి లేజర్ సిస్టమ్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది.

హైడ్రోజన్ (H₂):
పాత్ర: ఎనియలింగ్‌లో దాని అప్లికేషన్‌కు మించి, హైడ్రోజన్ పొరల ఉపరితలాన్ని శుభ్రపరచడంలో కూడా సహాయపడుతుంది మరియు ఎపిటాక్సీ సమయంలో రసాయన ప్రతిచర్యలలో పాల్గొంటుంది.
అదనపు గమనికలు: సన్నని చలనచిత్రాల నిక్షేపణలో హైడ్రోజన్ ఉపయోగం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలలో క్యారియర్ ఏకాగ్రతపై ఎక్కువ నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది, వాటి విద్యుత్ లక్షణాలను గణనీయంగా సవరించడం.

ప్రత్యేక వాయువులు మరియు డోపాంట్లు

సిలేన్ (SiH₄):
పాత్ర: సిలికాన్ నిక్షేపణకు పూర్వగామిగా ఉండటమే కాకుండా, ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను మెరుగుపరిచే పాసివేటింగ్ ఫిల్మ్‌గా సిలేన్‌ని పాలిమరైజ్ చేయవచ్చు.
అదనపు గమనికలు: భద్రతా కారణాల దృష్ట్యా, ముఖ్యంగా గాలి లేదా ఆక్సిజన్‌తో కలిపినప్పుడు దాని క్రియాశీలతకు జాగ్రత్తగా నిర్వహించడం అవసరం.

అమ్మోనియా (NH₃):
పాత్ర: నైట్రైడ్ ఫిల్మ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడంతో పాటు, సెమీకండక్టర్ పరికరాల విశ్వసనీయతను పెంచే పాసివేషన్ లేయర్‌లను ఉత్పత్తి చేయడంలో అమ్మోనియా ముఖ్యమైనది.
అదనపు గమనికలు: ఇది సిలికాన్‌లో నత్రజని విలీనం అవసరమయ్యే ప్రక్రియలలో పాల్గొనవచ్చు, ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తుంది.

ఫాస్ఫిన్ (PH₃), ఆర్సిన్ (AsH₃), మరియు డిబోరేన్ (B₂H₆):
పాత్ర: ఈ వాయువులు డోపింగ్ కోసం మాత్రమే కాకుండా అధునాతన సెమీకండక్టర్ పరికరాలలో కావలసిన విద్యుత్ లక్షణాలను సాధించడానికి కూడా కీలకం.
అదనపు గమనికలు: వాటి విషపూరితం ప్రమాదాలను తగ్గించడానికి ఫాబ్రికేషన్ పరిసరాలలో కఠినమైన భద్రతా ప్రోటోకాల్‌లు మరియు మానిటర్ సిస్టమ్‌లు అవసరం.

ఎచింగ్ మరియు క్లీనింగ్ వాయువులు

ఫ్లోరోకార్బన్లు (CF₄, SF₆):
పాత్ర: ఈ వాయువులు పొడి ఎచింగ్ ప్రక్రియలలో ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి తడి చెక్కే పద్ధతులతో పోలిస్తే అధిక ఖచ్చితత్వాన్ని అందిస్తాయి.
అదనపు గమనికలు: CF₄ మరియు SF₆ సిలికాన్-ఆధారిత పదార్థాలను సమర్ధవంతంగా చెక్కే సామర్థ్యం కారణంగా ముఖ్యమైనవి, ఆధునిక మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్‌లో కీలకమైన చక్కటి నమూనా రిజల్యూషన్‌ను అనుమతిస్తుంది.

క్లోరిన్ (Cl₂) మరియు హైడ్రోజన్ ఫ్లోరైడ్ (HF):
పాత్ర: క్లోరిన్ దూకుడు ఎచింగ్ సామర్థ్యాలను అందిస్తుంది, ముఖ్యంగా లోహాలకు, సిలికాన్ డయాక్సైడ్ తొలగింపుకు HF కీలకం.
అదనపు గమనికలు: ఈ వాయువుల కలయిక వివిధ కల్పన దశలలో ప్రభావవంతమైన పొర తొలగింపును అనుమతిస్తుంది, తదుపరి ప్రాసెసింగ్ దశల కోసం శుభ్రమైన ఉపరితలాలను నిర్ధారిస్తుంది.

నైట్రోజన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ (NF₃):
పాత్ర: NF₃ అనేది CVD సిస్టమ్‌లలో పర్యావరణ శుభ్రతకు కీలకమైనది, సరైన పనితీరును నిర్వహించడానికి కలుషితాలతో ప్రతిస్పందిస్తుంది.
అదనపు గమనికలు: దాని గ్రీన్‌హౌస్ వాయువు సంభావ్యత గురించి ఆందోళనలు ఉన్నప్పటికీ, శుభ్రపరచడంలో NF₃ యొక్క సామర్థ్యం అనేక కర్మాగారాల్లో దీనిని ఇష్టపడే ఎంపికగా చేస్తుంది, అయినప్పటికీ దాని వినియోగానికి జాగ్రత్తగా పర్యావరణ పరిగణన అవసరం.

ఆక్సిజన్ (O₂):
పాత్ర: ఆక్సిజన్ ద్వారా సులభతరం చేయబడిన ఆక్సీకరణ ప్రక్రియలు సెమీకండక్టర్ నిర్మాణాలలో అవసరమైన ఇన్సులేటింగ్ పొరలను సృష్టించగలవు.
అదనపు గమనికలు: SiO₂ పొరలను ఏర్పరచడానికి సిలికాన్ యొక్క ఆక్సీకరణను మెరుగుపరచడంలో ఆక్సిజన్ పాత్ర సర్క్యూట్ భాగాల యొక్క ఐసోలేషన్ మరియు రక్షణకు కీలకం.

సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఉద్భవిస్తున్న వాయువులు

పైన జాబితా చేయబడిన సాంప్రదాయ వాయువులతో పాటు, ఇతర వాయువులు సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియలో దృష్టిని ఆకర్షిస్తున్నాయి, వీటిలో:

కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO₂): కొన్ని క్లీనింగ్ మరియు ఎచింగ్ అప్లికేషన్‌లలో, ముఖ్యంగా అధునాతన మెటీరియల్స్‌తో కూడిన వాటిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

సిలికాన్ డయాక్సైడ్ (SiO₂): ప్రామాణిక పరిస్థితులలో వాయువు కానప్పటికీ, సిలికాన్ డయాక్సైడ్ యొక్క ఆవిరి రూపాలు కొన్ని నిక్షేపణ ప్రక్రియలలో ఉపయోగించబడతాయి.

పర్యావరణ పరిగణనలు

సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ వివిధ వాయువుల వాడకంతో సంబంధం ఉన్న పర్యావరణ ప్రభావాన్ని తగ్గించడంపై ఎక్కువగా దృష్టి సారిస్తుంది, ముఖ్యంగా శక్తివంతమైన గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులు. ఇది అధునాతన గ్యాస్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్‌ల అభివృద్ధికి మరియు తక్కువ పర్యావరణ పాదముద్రతో సారూప్య ప్రయోజనాలను అందించే ప్రత్యామ్నాయ వాయువుల అన్వేషణకు దారితీసింది.

తీర్మానం

సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఉపయోగించే వాయువులు ఫాబ్రికేషన్ ప్రక్రియల ఖచ్చితత్వం మరియు సామర్థ్యాన్ని నిర్ధారించడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. సాంకేతికత అభివృద్ధి చెందుతున్నందున, సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ నిరంతరం గ్యాస్ స్వచ్ఛత మరియు నిర్వహణలో మెరుగుదలల కోసం ప్రయత్నిస్తుంది, అదే సమయంలో వాటి ఉపయోగంతో సంబంధం ఉన్న భద్రత మరియు పర్యావరణ సమస్యలను కూడా పరిష్కరిస్తుంది.