Ultrahohe Reinheitsgase sind während der gesamten Halbleiter-Lieferkette von wesentlicher Bedeutung. In der Tat sind High-Purity-Gase für eine typische Fabrik die größte Materialkosten nach dem Silizium selbst. Nach dem globalen Chip -Mangel expandiert die Branche schneller als je zuvor - und die Nachfrage nach hohen Reinheitsgasen nimmt zu.
Die am häufigsten verwendeten Schüttgase in der Herstellung von Halbleiter sind Stickstoff, Helium, Wasserstoff und Argon.
NItrogen
Stickstoff macht 78% unserer Atmosphäre aus und ist äußerst reichlich vorhanden. Es ist auch chemisch inert und nicht leitend. Infolgedessen hat Stickstoff seinen Weg in eine Reihe von Branchen als kostengünstige Inertgas gefunden.
Die Halbleiterindustrie ist ein Hauptverbraucher von Stickstoff. Es wird erwartet, dass ein modernes Semiconductor -Produktionswerk bis zu 50.000 Kubikmeter Stickstoff pro Stunde verwendet. Bei der Herstellung von Halbleiter fungiert Stickstoff als allgemeiner Zweck und schützt das sensitive Siliziumwafer vor reaktivem Sauerstoff und Feuchtigkeit in der Luft.
Helium
Helium ist ein inertes Gas. Dies bedeutet, dass Helium wie Stickstoff chemisch inert ist - aber auch den zusätzlichen Vorteil einer hohen thermischen Leitfähigkeit. Dies ist besonders nützlich bei der Herstellung von Halbleitern, sodass sie die Wärme effizient von hochenergetischen Prozessen abhalten und sie vor thermischen Schäden und unerwünschten chemischen Reaktionen schützen können.
Wasserstoff
Wasserstoff wird im gesamten Elektronikherstellungsprozess ausgiebig verwendet, und die Halbleiterproduktion ist keine Ausnahme. Insbesondere wird Wasserstoff verwendet für:
Tempern: Siliziumwafer werden typischerweise auf hohe Temperaturen erhitzt und langsam abgekühlt, um die Kristallstruktur zu reparieren (Anneal). Wasserstoff wird verwendet, um Wärme gleichmäßig auf den Wafer zu übertragen und beim Wiederaufbau der Kristallstruktur zu helfen.
Epitaxie: Ultrahohe Wasserstoffwasserstoff wird als Reduktionsmittel bei der epitaxialen Ablagerung von Halbleitermaterialien wie Silizium und Germanium verwendet.
Ablagerung: Wasserstoff kann in Siliziumfilme dotiert werden, um ihre Atomstruktur stärker zu gestalten, was dazu beiträgt, den Widerstand zu erhöhen.
Plasmareinigung: Wasserstoffplasma ist besonders wirksam bei der Entfernung der Zinnverschmutzung aus Lichtquellen, die in der UV -Lithographie verwendet werden.
Argon
Argon ist ein weiteres edles Gas, daher weist es die gleiche geringe Reaktivität wie Stickstoff und Helium auf. Argons niedrige Ionisationsenergie macht es jedoch bei Halbleiteranwendungen nützlich. Aufgrund seiner relativen Ionisation wird Argon üblicherweise als primäres Plasmagas für Ätz- und Ablagerungsreaktionen in der Herstellung von Halbleiter verwendet. Darüber hinaus wird Argon auch in Excimer -Lasern für die UV -Lithographie verwendet.
Warum Reinheit wichtig ist
In der Regel wurden Fortschritte in der Halbleitertechnologie durch Größenskalierung erzielt, und die neue Generation der Halbleitertechnologie ist durch kleinere Merkmalsgrößen gekennzeichnet. Dies ergibt mehrere Vorteile: Mehr Transistoren in einem bestimmten Volumen, verbesserte Ströme, niedrigerer Stromverbrauch und schnelleres Umschalten.
Wenn die kritische Größe jedoch abnimmt, werden Halbleitergeräte zunehmend anspruchsvoller. In einer Welt, in der die Position einzelner Atome wichtig ist, sind Fehlertoleranzschwellen sehr eng. Infolgedessen erfordern moderne Halbleiterprozesse Prozessgase mit der höchstmöglichen Reinheit.
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Postzeit: Juli-11-2023