I gas ultraelevati della purezza sono essenziali in tutto la catena di fornitura a semiconduttore. Infatti, per i gas favolosi e di grande purezza tipici è la più grande spesa materiale dopo silicio stessa. Come conseguenza della scarsità globale del chip, l'industria sta espandendosi più velocemente la domanda sempre e dei gas di elevata purezza sta aumentando.
I gas in serie più comunemente usati nella fabbricazione a semiconduttore sono azoto, elio, idrogeno e l'argon.
Azoto
L'azoto compone 78% della nostra atmosfera ed è estremamente abbondante. Inoltre sembra essere chimicamente inerte e non conduttivo. Di conseguenza, l'azoto ha riuscito a penetrare suo una serie di industrie come gas inerte redditizio.
L'industria a semiconduttore è un consumatore importante di azoto. Una fabbrica moderna a semiconduttore si pensa che usi fino a 50.000 metri cubici di azoto all'ora. Nella fabbricazione a semiconduttore, l'azoto funge da neutralizzazione per tutti gli usi e gas di eliminazione dell'inceppo, proteggente le lastre di silicio sensibili dall'ossigeno e dall'umidità reattivi nell'aria.
Elio
L'elio è un gas inerte. Ciò significa che, come azoto, l'elio è chimicamente inerte - ma inoltre presenta il vantaggio aggiunto di alta conducibilità termica. Ciò è particolarmente utile nella fabbricazione a semiconduttore, permettendo che conduca efficientemente il calore a partire dai processi ad alta energia e contribuisca a proteggerle da danno termico e dalle reazioni chimiche indesiderate.
Idrogeno
L'idrogeno è usato estesamente in tutto il processo di fabbricazione di elettronica e la produzione a semiconduttore non fa eccezione. In particolare, l'idrogeno è usato per:
Ricottura: Le lastre di silicio sono riscaldate tipicamente alle temperature elevate e lentamente si sono raffreddate per riparare (temprare) il sistema cristallino. L'idrogeno è usato per trasferire anche il calore al wafer e per assistere nella ricostruzione del sistema cristallino.
Epitassia: L'idrogeno ultraelevato della purezza è utilizzato come agente riduttore nel deposito epitassiale dei materiali a semiconduttore quali silicio e germanio.
Deposito: L'idrogeno può essere verniciato nei film del silicio per rendere la loro struttura atomica più disordinata, contribuendo ad aumentare la resistività.
Pulizia del plasma: Il plasma dell'idrogeno è particolarmente efficace nell'eliminazione della contaminazione della latta dalle sorgenti luminose utilizzate nella litografia UV.
L'argon
L'argon è un altro gas nobile, in modo da esibisce la stessa reattività bassa dell'azoto e dell'elio. Tuttavia, l'energia di ionizzazione bassa dell'argon lo rende utile nelle applicazioni a semiconduttore. A causa della sua facilità relativa di ionizzazione, l'argon è comunemente usato come il gas primario del plasma per incissione all'acquaforte e reazioni del deposito nella fabbricazione a semiconduttore. Oltre a questo, l'argon inoltre è utilizzato in laser a eccimeri per la litografia UV.
Perché argomenti di purezza
Tipicamente, gli sviluppi della tecnologia dei semiconduttori sono stati raggiunti con rappresentazione in scala di dimensione e la nuova generazione di tecnologia dei semiconduttori è caratterizzata dalle più piccole feature size. Ciò rende i benefici multipli: più transistor in un volume dato, nelle correnti migliori, in un consumo di energia più basso ed in una commutazione più veloce.
Tuttavia, come le diminuzioni di dimensione critica, i dispositivi a semiconduttore sono sempre più specializzati. In un mondo in cui la posizione di diversi argomenti degli atomi, soglie di tolleranza ai guasti è molto stretta. Di conseguenza, i processi moderni a semiconduttore richiedono i gas trattati con il più alta purezza possibile.
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