Puolijohdekiekkojen valimoiden valmistusprosessissa, jossa käytetään suhteellisen edistyneitä tuotantoprosesseja, tarvitaan lähes 50 erilaista kaasua. Kaasut jaetaan yleensä bulkkikaasuihin jaerikoiskaasut.

Kaasujen käyttö mikroelektroniikka- ja puolijohdeteollisuudessa Kaasujen käyttö on aina ollut tärkeässä roolissa puolijohdeprosesseissa, ja erityisesti puolijohdeprosesseja käytetään laajalti eri teollisuudenaloilla. ULSI:stä ja TFT-LCD:stä nykyiseen mikroelektromekaaniseen (MEMS) teollisuuteen puolijohdeprosesseja käytetään tuotteiden valmistusprosesseina, mukaan lukien kuivaetsaus, hapetus, ioni-istutus, ohutkalvopinnoitus jne.

Esimerkiksi monet tietävät, että sirut on valmistettu hiekasta, mutta tarkasteltaessa koko sirunvalmistusprosessia tarvitaan lisää materiaaleja, kuten fotoresisti, kiillotusneste, kohdemateriaali, erikoiskaasu jne. ovat välttämättömiä. Taustapakkauksissa tarvitaan myös erilaisia ​​materiaaleja, alustoja, välikappaleita, johdinkehyksiä, sidosmateriaaleja jne. Elektroniset erikoiskaasut ovat toiseksi suurin puolijohdevalmistuskustannusten materiaali piikiekkojen jälkeen, ja niitä seuraavat maskit ja fotoresistit.

Kaasun puhtaudella on ratkaiseva vaikutus komponenttien suorituskykyyn ja tuotteen saantoon, ja kaasun toimitusvarmuus liittyy henkilöstön terveyteen ja tehtaan toiminnan turvallisuuteen. Miksi kaasun puhtaudella on niin suuri vaikutus prosessilinjaan ja henkilöstöön? Tämä ei ole liioittelua, vaan se määräytyy itse kaasun vaarallisten ominaisuuksien perusteella.

Yleisten kaasujen luokittelu puolijohdeteollisuudessa

Tavallinen kaasu

Tavallista kaasua kutsutaan myös bulkkikaasuksi: se viittaa teollisuuskaasuun, jonka puhtausvaatimus on alle 5 N ja jonka tuotanto- ja myyntimäärät ovat suuria. Se voidaan jakaa ilmaerotuskaasuun ja synteettiseen kaasuun eri valmistusmenetelmien mukaan. Vety (H2), typpi (N2), happi (O2), argon (A2) jne.;

Erikoiskaasu

Erikoiskaasulla tarkoitetaan teollisuuskaasua, jota käytetään tietyillä aloilla ja jolla on erityisvaatimuksia puhtauden, lajikkeen ja ominaisuuksien suhteen. PääasiassaSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCl, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... ja niin edelleen.

Tyypit spicial-kaasuja

Erikoiskaasujen tyypit: syövyttävät, myrkylliset, syttyvät, palamista edistävät, inertit jne.
Yleisesti käytetyt puolijohdekaasut luokitellaan seuraavasti:
(i) Syövyttävä/myrkyllinen:HCl, BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Syttyvä: H2CH4、SiH4、PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Palavat aineet: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inertti: N2,CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、Kr,Hän…

Puolijohdesirujen valmistusprosessissa käytetään noin 50 erilaista erikoiskaasua (joita kutsutaan erikoiskaasuiksi) hapetuksessa, diffuusiossa, pinnoituksessa, etsauksessa, injektoinnissa, fotolitografiassa ja muissa prosesseissa, ja prosessivaiheiden kokonaismäärä ylittää satoja. Esimerkiksi PH3:a ja AsH3:a käytetään fosforin ja arseenin lähteinä ioni-istutusprosessissa, F-pohjaisia ​​kaasuja CF4, CHF3, SF6 ja halogeenikaasuja CI2, BCI3, HBr käytetään yleisesti etsausprosessissa, SiH4:ää, NH3:a ja N2O:ta pinnoituskalvoprosessissa ja F2/Kr/Ne:tä ja Kr/Ne:tä fotolitografiaprosessissa.

Yllä olevista näkökohdista voimme ymmärtää, että monet puolijohdekaasut ovat haitallisia ihmiskeholle. Erityisesti jotkut kaasut, kuten SiH4, ovat itsestään syttyviä. Vuotaessaan ne reagoivat kiivaasti ilman hapen kanssa ja alkavat palaa; ja AsH3 on erittäin myrkyllistä. Pienikin vuoto voi aiheuttaa vaaraa ihmisille, joten erityiskaasujen käyttöä koskevien ohjausjärjestelmien suunnittelulle asetetaan erityisen korkeat turvallisuusvaatimukset.

Puolijohteet vaativat erittäin puhtaita kaasuja saavuttaakseen "kolmen asteen"

Kaasun puhtaus

Kaasun epäpuhtauskaasun pitoisuus ilmaistaan ​​yleensä prosentteina kaasun puhtaudesta, esimerkiksi 99,9999 %. Yleisesti ottaen elektronisten erikoiskaasujen puhtausvaatimus on 5N–6N, ja se ilmaistaan ​​myös epäpuhtauskaasun pitoisuuden tilavuussuhteena ppm (miljoonasosa), ppb (miljardisosa) ja ppt (biljoonasosa). Elektronisten puolijohteiden alalla on korkeimmat vaatimukset erikoiskaasujen puhtaudelle ja laadun vakaudelle, ja elektronisten erikoiskaasujen puhtaus on yleensä yli 6N.

Kuivuus

Kaasun vesijäämien pitoisuus eli kosteus ilmaistaan ​​yleensä kastepisteenä, kuten ilmakehän kastepiste -70 ℃.

Puhtaus

Kaasun sisältämien epäpuhtaushiukkasten, joiden hiukkaskoko on µm, määrä ilmaistaan ​​hiukkasmääränä kuutiometriä kohden (M3). Paineilman osalta se ilmaistaan ​​yleensä mg/kuutiometri väistämättömiä kiinteitä jäämiä, joihin sisältyy öljypitoisuus.