Los gases de pureza ultra altas son esenciales en toda la cadena de suministro de semiconductores. De hecho, para un fabuloso fabuloso, los gases de alta pureza son el gasto material más grande después del silicio en sí. A raíz de la escasez de chips globales, la industria se está expandiendo más rápido que nunca, y la demanda de gases de alta pureza está aumentando.
Los gases a granel más utilizados en la fabricación de semiconductores son nitrógeno, helio, hidrógeno y argón.
Nitrógeno
El nitrógeno representa el 78% de nuestra atmósfera y es extremadamente abundante. También es químicamente inerte y no conductivo. Como resultado, el nitrógeno ha llegado a una serie de industrias como un gas inerte rentable.
La industria de los semiconductores es un gran consumidor de nitrógeno. Se espera que una planta moderna de fabricación de semiconductores utilice hasta 50,000 metros cúbicos de nitrógeno por hora. En la fabricación de semiconductores, el nitrógeno actúa como un gas de inertación y purga general, protegiendo obleas de silicio sensibles del oxígeno reactivo y la humedad en el aire.
Helio
El helio es un gas inerte. Esto significa que, como el nitrógeno, el helio es químicamente inerte, pero también tiene la ventaja adicional de una alta conductividad térmica. Esto es particularmente útil en la fabricación de semiconductores, lo que le permite realizar eficientemente el calor de los procesos de alta energía y ayudar a protegerlos del daño térmico y las reacciones químicas no deseadas.
Hidrógeno
El hidrógeno se usa ampliamente en todo el proceso de fabricación electrónica, y la producción de semiconductores no es una excepción. En particular, el hidrógeno se usa para:
Recocido: las obleas de silicio generalmente se calientan a altas temperaturas y se enfrían lentamente para reparar (recocido) la estructura cristalina. El hidrógeno se usa para transferir el calor de manera uniforme a la oblea y para ayudar a reconstruir la estructura cristalina.
Epitaxy: el hidrógeno de pureza ultra alta se usa como agente reductor en la deposición epitaxial de materiales semiconductores como el silicio y el germanio.
Deposición: el hidrógeno se puede dopar en películas de silicio para hacer que su estructura atómica sea más desordenada, lo que ayuda a aumentar la resistividad.
Limpieza de plasma: el plasma de hidrógeno es particularmente efectivo para eliminar la contaminación de estaño de las fuentes de luz utilizadas en la litografía UV.
Argón
El argón es otro gas noble, por lo que exhibe la misma baja reactividad que el nitrógeno y el helio. Sin embargo, la baja energía de ionización de Argón la hace útil en las aplicaciones de semiconductores. Debido a su relativa facilidad de ionización, el argón se usa comúnmente como el gas plasmático primario para el grabado y las reacciones de deposición en la fabricación de semiconductores. Además de esto, el argón también se usa en láseres Excimer para la litografía UV.
Por qué es importante la pureza
Por lo general, se han logrado avances en la tecnología de semiconductores a través de la escala de tamaño, y la nueva generación de tecnología de semiconductores se caracteriza por tamaños de características más pequeños. Esto produce múltiples beneficios: más transistores en un volumen determinado, corrientes mejoradas, menor consumo de energía y un cambio más rápido.
Sin embargo, a medida que disminuye el tamaño crítico, los dispositivos semiconductores se vuelven cada vez más sofisticados. En un mundo donde importa la posición de los átomos individuales, los umbrales de tolerancia a las fallas son muy ajustados. Como resultado, los procesos de semiconductores modernos requieren gases de proceso con la mayor pureza posible.
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Tiempo de publicación: julio-11-2023