초고속 순도 가스는 반도체 공급망 전체에 걸쳐 필수적입니다. 실제로, 전형적 팹에 대해, 고청정도 가스는 실리콘 자체 뒤에 가장 큰 물질 비용입니다. 세계적 칩 부족의 결과로서, 산업은 빨리 그 어느 때보다 확장되고 있고 높은 순도 가스에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
반도체 제조에서 가장 일반적으로 사용된 벌크 가스는 질소, 헬륨, 수소와 아르곤입니다.
질소
질소는 우리의 대기의 78% 성장 만들고, 극단적으로 풍부합니다. 그것은 또한 화학적으로 활발치 못하고 비전도성이게 됩니다. 결과적으로 질소는 비용 효율적 불활성 가스로서의 수많은 산업에 빠졌습니다.
반도체 산업은 질소의 주요 소비자입니다. 현대 반도체 제조 플랜트는 시간마다 질소의 최고 50,000까지 세제곱 미터를 사용할 것으로 예상됩니다. 반도체 제조에서, 공기에서 활성 산소와 수증기에게서 민감한 실리콘 웨이퍼를 보호하면서, 질소는 다용도의 불활성과 퍼징 가스의 역할을 합니다.
헬륨
헬륨은 불활성 가스입니다. 이것은 질소와 같이 헬륨이 화학적으로 활발치 못한 것을 의미하지만 - 그러나 그것이 또한 고열 전도성의 추가 이점을 가집니다. 이것은 효율적으로 그것이 고에너지 과정으로부터 떨어진 열을 전달하고 열 손상과 불필요한 화학 반응에게서 그들을 보호하는 것을 도울 수 있게 허락한 반도체 제조에 특히 유용합니다.
수소
수소는 전자 제조 절차 전반에 걸쳐 광범위하게 이용되고 반도체 생산이 어떤 예외가 아닙니다. 특히, 수소는 다음을 위해 사용됩니다
단련하는 것 : 실리콘 웨이퍼는 일반적으로 고온으로 가열하고 (가열냉각) 결정 구조를 수리하기 위해 천천히 냉각됩니다. 수소는 고르게 열기를 웨이퍼로 이송하고 결정 구조를 재건하는 것을 돕기 위해 사용됩니다.
에피택시 : 초순도 수소는 실리콘과 게르마늄과 같은 반도체 물질의 에피택셜 증착에서 환원제로서 사용됩니다.
기탁 : 수소는 저항률을 증가시키기 위해 도우면서, 그들의 원자 구조를 더 무질서하게 하기 위해 실리콘막으로 도핑될 수 있습니다.
플라즈마 세정 : 수소 플라스마는 UV 리소그래피에서 사용된 조명 공급원들에서 주석 오염을 제거함에 있어 특히 효과적입니다.
아르곤
아르곤은 또 다른 영족 기체이고 따라서 그것이 질소와 헬륨과 같은 낮은 반응도를 나타냅니다. 그러나, 아르곤의 저이온화 에너지는 그것을 반도체 응용에 유용하게 합니다. 이온화의 그것의 상대적인 용이성 때문에, 아르곤은 일반적으로 부식을 위한 중요한 플라즈마 가스와 반도체 제조에서 증착 반응으로서 사용됩니다. 이것 뿐 아니라 아르곤은 또한 UV 리소그래피를 위해 엑시머 레이저에서 사용됩니다.
순도가 문제가 됩니다
일반적으로, 반도체 기술의 발전은 사이즈 스케일링을 통해 이루어졌고 반도체 기술의 새로운 세대가 더 작은 특성 공간을 특징으로 합니다. 이것은 다중 이익을 낳습니다 : 주어진 크기, 개선된 전류, 더 낮은 소비 전력과 더 빠른 스위칭에서 더 많은 트랜지스터.
그러나, 결정적인 사이즈가 감소한 것처럼, 반도체 디바이스는 점점 세련되게 됩니다. 개별 원자 문제, 고장 방지 능력 한계의 위치가 매우 단단한 세계에서. 결과적으로 현대 반도체 공정은 가장 높은 가능한 순도와 공정 가스를 요구합니다.
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