Yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish uchta asosiy turga bo'linadigan keng turdagi gazlarga tayanadi: ommaviy gazlar, maxsus gazlar, va eting gazlari. Nozik va murakkab ishlab chiqarish jarayonini buzishi mumkin bo'lgan ifloslanishning oldini olish uchun bu gazlar juda yuqori toza bo'lishi kerak.

Ommaviy gazlar

Azot (N₂):

Rol: N₂ bir nechta maqsadlarga xizmat qiladi, jumladan, texnologik kameralarni tozalash va yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarishning turli bosqichlarida inert atmosferani ta'minlash.
Qo'shimcha eslatmalar: Oksidlanishni minimallashtirish uchun azot ko'pincha kremniy gofretlarini tashish va saqlashda qo'llaniladi. Uning inert tabiati boshqa materiallar bilan reaksiyaga kirishmasligini ta'minlaydi, bu uni toza ishlov berish muhitini saqlash uchun ideal qiladi.

Argon (Ar):
Rol: Plazma jarayonlarida ishtirok etishdan tashqari, argon boshqariladigan gaz tarkibi hal qiluvchi ahamiyatga ega bo'lgan jarayonlarda muhim rol o'ynaydi.
Qo'shimcha eslatmalar: Ko'pgina materiallar bilan reaksiyaga kirishmaganligi sababli, argon purkash uchun ham ishlatiladi, bu metall yoki dielektrik plyonkalarni yotqizishda yordam beradi, bu erda sirt ifloslanmasdan saqlanishi kerak.

Geliy (He):
Rol: Geliyning termal xossalari uni sovutish va reaktiv jarayonlarda harorat barqarorligini saqlash uchun bebaho qiladi.
Qo'shimcha eslatmalar: Reaktiv bo'lmagan tabiati va ifloslanishdan xoli optik yo'lni ushlab turish qobiliyati tufayli ko'pincha litografiya uchun yuqori energiyali lazer tizimlarida qo'llaniladi.

Vodorod (H₂):
Rol: tavlanishda qo'llanilishidan tashqari, vodorod gofretlar yuzasini tozalashda ham yordam beradi va epitaksiya paytida kimyoviy reaktsiyalarda ishtirok etishi mumkin.
Qo'shimcha eslatmalar: Yupqa plyonkalarni cho'ktirishda vodoroddan foydalanish yarimo'tkazgichli materiallarda tashuvchining kontsentratsiyasini ko'proq nazorat qilish imkonini beradi, ularning elektr xususiyatlarini sezilarli darajada o'zgartiradi.

Maxsus gazlar va dopantlar

Silan (SiH₄):
Rol: Silikon cho'kishi uchun kashshof bo'lishdan tashqari, silan elektron xususiyatlarini yaxshilaydigan passivlashtiruvchi plyonkaga polimerizatsiya qilinishi mumkin.
Qo'shimcha eslatmalar: Uning reaktivligi xavfsizlik nuqtai nazaridan, ayniqsa havo yoki kislorod bilan aralashtirilganda ehtiyotkorlik bilan ishlashni talab qiladi.

Ammiak (NH₃):
Rol: Nitrid plyonkalarini ishlab chiqarishdan tashqari, ammiak yarimo'tkazgich qurilmalarining ishonchliligini oshiradigan passivatsiya qatlamlarini ishlab chiqarishda muhim ahamiyatga ega.
Qo'shimcha eslatmalar: u azotni kremniyga qo'shishni talab qiladigan jarayonlarda ishtirok etishi, elektron xususiyatlarini yaxshilashi mumkin.

Fosfin (PH₃), Arsin (AsH₃) va Diboran (B₂H₆):
Rol: Bu gazlar nafaqat doping uchun zarur, balki ilg'or yarimo'tkazgich qurilmalarida kerakli elektr xususiyatlariga erishish uchun ham muhimdir.
Qo'shimcha eslatmalar: Ularning toksikligi xavflarni kamaytirish uchun ishlab chiqarish muhitida qat'iy xavfsizlik protokollari va monitoring tizimlarini talab qiladi.

Tozalash va tozalash gazlari

Ftoruglerodlar (CF₄, SF₆):
Rol: Bu gazlar quruq ishlov berish jarayonlarida qo'llaniladi, ular ho'l ishlov berish usullariga nisbatan yuqori aniqlikni ta'minlaydi.
Qo'shimcha eslatmalar: CF₄ va SF₆ kremniy asosidagi materiallarni samarali tarzda ishqalash qobiliyati tufayli muhim ahamiyatga ega bo'lib, zamonaviy mikroelektronikada juda muhim bo'lgan nozik naqsh o'lchamlarini ta'minlaydi.

Xlor (Cl₂) va vodorod ftorid (HF):
Rol: Xlor, ayniqsa metallar uchun tajovuzkor ishlov berish qobiliyatini ta'minlaydi, HF esa kremniy dioksidini olib tashlash uchun juda muhimdir.
Qo'shimcha eslatmalar: Ushbu gazlarning kombinatsiyasi turli xil ishlab chiqarish bosqichlarida qatlamni samarali olib tashlashga imkon beradi, keyingi ishlov berish bosqichlari uchun toza yuzalarni ta'minlaydi.

Azot trifloridi (NF₃):
Rol: NF₃ CVD tizimlarida atrof-muhitni tozalashda muhim ahamiyatga ega bo'lib, optimal ishlashni ta'minlash uchun ifloslantiruvchi moddalar bilan javob beradi.
Qo'shimcha eslatmalar: Issiqxona gazlari potentsialiga oid xavotirlarga qaramay, NF₃ tozalash samaradorligi uni ko'plab fabrikalarda afzal ko'radi, garchi undan foydalanish atrof-muhitga ehtiyotkorlik bilan munosabatda bo'lishni talab qiladi.

Kislorod (O₂):
Rol: Kislorod bilan osonlashtirilgan oksidlanish jarayonlari yarimo'tkazgichli tuzilmalarda muhim izolyatsion qatlamlarni yaratishi mumkin.
Qo'shimcha eslatmalar: SiO₂ qatlamlarini hosil qilish uchun silikon oksidlanishini kuchaytirishda kislorodning roli zanjir komponentlarini izolyatsiya qilish va himoya qilish uchun juda muhimdir.

Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda paydo bo'ladigan gazlar

Yuqorida sanab o'tilgan an'anaviy gazlardan tashqari, yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish jarayonida boshqa gazlar ham e'tiborni tortmoqda, jumladan:

Karbonat angidrid (CO₂): Ba'zi tozalash va qirqish ilovalarida, ayniqsa ilg'or materiallarni o'z ichiga olgan ilovalarda qo'llaniladi.

Kremniy dioksidi (SiO₂): Standart sharoitlarda gaz bo'lmasa ham, kremniy dioksidning bug'langan shakllari ma'lum cho'kish jarayonlarida qo'llaniladi.

Ekologik mulohazalar

Yarimo'tkazgich sanoati tobora ko'proq turli gazlardan, xususan, kuchli issiqxona gazlaridan foydalanish bilan bog'liq atrof-muhitga ta'sirni kamaytirishga qaratilgan. Bu gazni boshqarishning ilg'or tizimlarini ishlab chiqishga va atrof-muhitga nisbatan kamroq iz bilan o'xshash foyda keltirishi mumkin bo'lgan muqobil gazlarni qidirishga olib keldi.

Xulosa

Yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan gazlar ishlab chiqarish jarayonlarining aniqligi va samaradorligini ta'minlashda muhim rol o'ynaydi. Texnologiyaning rivojlanishi bilan yarimo'tkazgich sanoati doimiy ravishda gazning tozaligi va boshqaruvini yaxshilashga intiladi, shu bilan birga ulardan foydalanish bilan bog'liq xavfsizlik va atrof-muhit muammolarini hal qiladi.