Ang pagmamanupaktura ng Semiconductor ay nakasalalay sa isang iba't ibang mga gas, na maaaring ikinategorya sa tatlong pangunahing uri: bulk gas, Mga specialty gas, at mga etching gas. Ang mga gas na ito ay dapat na napakataas na kadalisayan upang maiwasan ang kontaminasyon, na maaaring masira ang maselan at kumplikadong proseso ng katha.

Bulk gas

Nitrogen (n₂):

Papel: Ang N₂ ay naghahain ng maraming mga layunin, kabilang ang mga silid ng paglilinis ng proseso at nagbibigay ng isang hindi mabibigat na kapaligiran sa iba't ibang yugto ng pagmamanupaktura ng semiconductor.
Karagdagang Mga Tala: Ang Nitrogen ay madalas na nagtatrabaho sa transportasyon at pag -iimbak ng mga wafer ng silikon upang mabawasan ang oksihenasyon. Tinitiyak ng kalikasan na ito na hindi ito gumanti sa iba pang mga materyales, na ginagawang perpekto para sa pagpapanatili ng malinis na mga kapaligiran sa pagproseso.

Argon (AR):
Papel: Bilang karagdagan sa paglahok nito sa mga proseso ng plasma, ang argon ay nakatulong sa mga proseso kung saan mahalaga ang kinokontrol na mga komposisyon ng gas.
Karagdagang Mga Tala: Dahil hindi ito gumanti sa karamihan ng mga materyales, ang argon ay ginagamit din para sa sputtering, na tumutulong sa pagdeposito ng mga metal o dielectric na pelikula kung saan ang mga ibabaw ay dapat mapanatili nang walang kontaminasyon.

Helium (siya):
Papel: Ang mga thermal properties ng Helium ay napakahalaga para sa paglamig at pagpapanatili ng pagkakapare -pareho ng temperatura sa mga reaktibong proseso.
Karagdagang Mga Tala: Madalas itong ginagamit sa mga sistema ng laser ng high-energy para sa lithography dahil sa hindi reaktibo na kalikasan at kakayahang mapanatili ang optical path na walang kontaminasyon.

Hydrogen (H₂):
Papel: Higit pa sa aplikasyon nito sa pagsusubo, tumutulong din ang hydrogen sa paglilinis ng ibabaw ng mga wafer at maaaring kasangkot sa mga reaksyon ng kemikal sa panahon ng epitaxy.
Karagdagang Mga Tala: Ang paggamit ng hydrogen sa pag -aalis ng mga manipis na pelikula ay nagbibigay -daan para sa higit na kontrol sa konsentrasyon ng carrier sa mga materyales na semiconductor, na binago nang malaki ang kanilang mga de -koryenteng katangian.

Mga espesyal na gas at dopant

Silane (SIH₄):
Papel: Bukod sa pagiging isang precursor para sa pag -aalis ng silikon, ang silane ay maaaring polymerized sa isang passivating film na nagpapabuti sa mga elektronikong katangian.
Karagdagang Mga Tala: Ang reaktibo nito ay nangangailangan ng maingat na paghawak dahil sa mga alalahanin sa kaligtasan, lalo na kung halo -halong may hangin o oxygen.

Ammonia (NH₃):
Papel: Bilang karagdagan sa paggawa ng mga pelikulang nitride, ang ammonia ay makabuluhan sa paggawa ng mga layer ng passivation na nagpapaganda ng pagiging maaasahan ng mga aparato ng semiconductor.
Karagdagang Mga Tala: Maaari itong kasangkot sa mga proseso na nangangailangan ng pagsasama ng nitrogen sa silikon, pagpapabuti ng mga elektronikong katangian.

Phosphine (Ph₃), Arsine (Ash₃), at Diborane (B₂h₆):
Papel: Ang mga gas na ito ay hindi lamang mahalaga para sa doping ngunit kritikal din para sa pagkamit ng nais na mga de -koryenteng katangian sa mga advanced na aparato ng semiconductor.
Karagdagang Mga Tala: Ang kanilang pagkakalason ay nangangailangan ng mahigpit na mga protocol ng kaligtasan at subaybayan ang mga sistema sa mga kapaligiran ng katha upang mabawasan ang mga peligro.

Mga gasolina at paglilinis ng mga gas

Fluorocarbons (CF₄, SF₆):
Papel: Ang mga gas na ito ay nagtatrabaho sa mga proseso ng dry etching, na nag -aalok ng mataas na katumpakan kumpara sa mga pamamaraan ng wet etching.
Karagdagang Mga Tala: Ang CF₄ at SF₆ ay makabuluhan dahil sa kanilang kakayahang mag-etch ng mga materyales na batay sa silikon, na nagpapahintulot para sa mahusay na paglutas ng pattern na kritikal sa modernong microelectronics.

Chlorine (Cl₂) at hydrogen fluoride (HF):
Role: Ang klorin ay nagbibigay ng mga agresibong kakayahan sa etching, lalo na para sa mga metal, habang ang HF ay mahalaga para sa pag -alis ng silikon dioxide.
Karagdagang Mga Tala: Ang kumbinasyon ng mga gas na ito ay nagbibigay -daan para sa epektibong pag -alis ng layer sa panahon ng iba't ibang mga yugto ng katha, tinitiyak ang malinis na ibabaw para sa kasunod na mga hakbang sa pagproseso.

Nitrogen trifluoride (NF₃):
Papel: Ang NF₃ ay mahalaga para sa paglilinis ng kapaligiran sa mga sistema ng CVD, na tumutugon sa mga kontaminado upang mapanatili ang pinakamainam na pagganap.
Karagdagang Mga Tala: Sa kabila ng mga alalahanin tungkol sa potensyal na gas ng greenhouse, ang kahusayan ng NF₃ sa paglilinis ay ginagawang isang ginustong pagpipilian sa maraming mga pabrika, bagaman ang paggamit nito ay nangangailangan ng maingat na pagsasaalang -alang sa kapaligiran.

Oxygen (o₂):
Papel: Ang mga proseso ng oksihenasyon na pinadali ng oxygen ay maaaring lumikha ng mga mahahalagang layer ng insulating sa mga istruktura ng semiconductor.
Karagdagang Mga Tala: Ang papel ng Oxygen sa pagpapahusay ng oksihenasyon ng silikon upang mabuo ang mga layer ng SIO₂ ay kritikal para sa paghihiwalay at proteksyon ng mga sangkap ng circuit.

Ang mga umuusbong na gas sa pagmamanupaktura ng semiconductor

Bilang karagdagan sa mga tradisyunal na gas na nakalista sa itaas, ang iba pang mga gas ay nakakakuha ng pansin sa proseso ng pagmamanupaktura ng semiconductor, kabilang ang:

Carbon Dioxide (CO₂): Ginamit sa ilang mga application ng paglilinis at etching, lalo na ang mga kinasasangkutan ng mga advanced na materyales.

Silicon Dioxide (SIO₂): Kahit na hindi isang gas sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon, ang mga singaw na anyo ng silikon dioxide ay ginagamit sa ilang mga proseso ng pag -aalis.

Mga pagsasaalang -alang sa kapaligiran

Ang industriya ng semiconductor ay lalong nakatuon sa pagbabawas ng epekto sa kapaligiran na nauugnay sa paggamit ng iba't ibang mga gas, lalo na ang mga makapangyarihang gas ng greenhouse. Ito ay humantong sa pagbuo ng mga advanced na sistema ng pamamahala ng gas at ang paggalugad ng mga alternatibong gas na maaaring magbigay ng mga katulad na benepisyo na may mas mababang bakas ng kapaligiran.

Konklusyon

Ang mga gas na ginamit sa pagmamanupaktura ng semiconductor ay naglalaro ng isang kritikal na papel sa pagtiyak ng katumpakan at kahusayan ng mga proseso ng katha. Tulad ng pagsulong ng teknolohiya, ang industriya ng semiconductor ay patuloy na nagsusumikap para sa mga pagpapabuti sa kadalisayan at pamamahala ng gas, habang tinutugunan din ang mga alalahanin sa kaligtasan at kapaligiran na nauugnay sa kanilang paggamit.