Os gases de pureza ultra-alta são essenciais em toda a cadeia de suprimentos semicondutores. De fato, para um típico gases fabulosos e de alta pureza, é a maior despesa de material após o próprio silício. Após a escassez global de chips, a indústria está se expandindo mais rapidamente do que nunca - e a demanda por gases de alta pureza está aumentando.
Os gases a granel mais usados na fabricação de semicondutores são nitrogênio, hélio, hidrogênio e argônio.
Nitrogen
O nitrogênio representa 78% da nossa atmosfera e é extremamente abundante. Também é quimicamente inerte e não condutor. Como resultado, o nitrogênio chegou a várias indústrias como um gás inerte econômico.
A indústria de semicondutores é um dos principais consumidores de nitrogênio. Espera -se que uma fábrica moderna de semicondutores use até 50.000 metros cúbicos de nitrogênio por hora. Na fabricação de semicondutores, o nitrogênio atua como um gás de propósito geral e purga de gás, protegendo as bolachas sensíveis de silício de oxigênio e umidade reativos no ar.
Hélio
O hélio é um gás inerte. Isso significa que, como o nitrogênio, o hélio é quimicamente inerte - mas também tem a vantagem adicional da alta condutividade térmica. Isso é particularmente útil na fabricação de semicondutores, permitindo que ele conduza com eficiência o calor dos processos de alta energia e ajude a protegê-los de danos térmicos e reações químicas indesejadas.
Hidrogênio
O hidrogênio é utilizado extensivamente em todo o processo de fabricação de eletrônicos, e a produção de semicondutores não é exceção. Em particular, o hidrogênio é usado para:
Reconecamento: As bolachas de silício são tipicamente aquecidas a altas temperaturas e resfriadas lentamente para reparar (recozinhar) a estrutura cristalina. O hidrogênio é usado para transferir calor uniformemente para a bolacha e para ajudar na reconstrução da estrutura cristalina.
Epitaxia: A pureza ultra-alta hidrogênio é usada como um agente redutor na deposição epitaxial de materiais semicondutores, como silício e germânio.
Deposição: O hidrogênio pode ser dopado em filmes de silício para tornar sua estrutura atômica mais desordenada, ajudando a aumentar a resistividade.
Limpeza de plasma: o plasma de hidrogênio é particularmente eficaz na remoção da contaminação por estanho de fontes de luz usadas na litografia UV.
Argônio
O argônio é outro gás nobre, por isso exibe a mesma baixa reatividade que o nitrogênio e o hélio. No entanto, a baixa energia de ionização do argônio o torna útil em aplicações de semicondutores. Devido à sua relativa facilidade de ionização, o argônio é comumente usado como o gás plasmático primário para reações de gravação e deposição na fabricação de semicondutores. Além disso, o argônio também é usado em lasers de Excimer para litografia por UV.
Por que a pureza é importante
Normalmente, os avanços na tecnologia de semicondutores foram alcançados através da escala de tamanho, e a nova geração de tecnologia de semicondutores é caracterizada por tamanhos de recursos menores. Isso gera vários benefícios: mais transistores em um determinado volume, correntes aprimoradas, menor consumo de energia e comutação mais rápida.
No entanto, à medida que o tamanho crítico diminui, os dispositivos semicondutores se tornam cada vez mais sofisticados. Em um mundo onde a posição dos átomos individuais é importante, os limiares de tolerância a falhas são muito apertados. Como resultado, os processos modernos de semicondutores requerem gases de processo com a mais alta pureza possível.
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Hora da postagem: Jul-11-2023