Industri semikonduktor adalah industri global yang besar, yang terus tumbuh setiap tahun, yang berarti bahwa permintaan akan gas dengan kemurnian tinggi akan meningkat.
Memiliki pasokan gas kemurnian tinggi yang andal sangat penting untuk pembuatan semikonduktor, terutama dalam teknologi canggih seperti ponsel pintar dan kendaraan otonom.
Proses produksi sirkuit terpadu sangat kompleks, membutuhkan lebih dari 30 gas yang berbeda di semua tahap, yang menjadikan rentang gas yang digunakan salah satu yang paling banyak digunakan di industri mana pun.
Gas merupakan bagian penting dari manufaktur semikonduktor, karena dapat menghasilkan reaksi kimia yang diperlukan untuk membentuk karakteristik listrik semikonduktor.Karena kerumitannya, gas yang digunakan pada setiap tahap proses manufaktur harus akurat dan akurat untuk mengkonfigurasi semikonduktor dengan benar.
Dengan perkembangan industri semikonduktor yang berkelanjutan, gas yang digunakan dalam proses juga berkembang.Beberapa gas inti yang digunakan termasuk nitrogen, oksigen, argon dan hidrogen.Kami akan membahas peran mereka dalam proses manufaktur secara mendalam.
Nitrogen
Karena ketersediaan dan kelembamannya, nitrogen adalah gas inti yang digunakan dalam setiap langkah proses pembuatan semikonduktor, tetapi penggunaan utamanya adalah pada tahap pembersihan.Pada tahap ini, nitrogen digunakan untuk menyiram setiap saluran dan jaringan pipa untuk menghilangkan oksigen di mesin dan peralatan, untuk melindunginya dari gas lain yang dapat mencemari proses.
Selain itu, sebagian besar pabrik semikonduktor dilengkapi dengan generator nitrogen di lokasi karena penggunaan nitrogen yang besar dalam keseluruhan proses.Lebih penting lagi, dengan produksi smartphone berteknologi tinggi dan teknologi lainnya, sangat penting untuk menjaga biaya tetap rendah sambil mencoba memenuhi permintaan yang tinggi.
Anda dapat mengatakan bahwa nitrogen menjauhkan alat, ruang, dan pipa dari potensi kelembapan, kontaminan kimia, dan partikel apa pun.Ini adalah gas esensial, yang digunakan selama proses dari awal hingga akhir, sehingga tidak heran mengapa mereka memasang generator di lokasi.
Oksigen
Seperti yang Anda ketahui, oksigen adalah oksidan, sehingga sangat penting untuk menghasilkan reaksi pengendapan.Ini digunakan untuk menumbuhkan lapisan silikon oksida untuk berbagai elemen dalam proses, seperti masker difusi.
Ketika oksigen digunakan untuk pembuatan semikonduktor, gas harus memiliki kemurnian sangat tinggi untuk mencegah pengotor mempengaruhi produksi dan kinerja perangkat.
Selama proses etsa, oksigen juga digunakan untuk menghilangkan limbah material tambahan yang dihasilkan.Ini juga dapat digunakan untuk membuat pola etsa menjadi permanen.
Terakhir, oksigen juga membantu menetralkan gas reaktif melalui reaksi oksidasi yang dapat mengubah kualitas produk.Oleh karena itu, seperti nitrogen, oksigen juga membantu memastikan tidak terjadi polusi.
Argon
Argon terutama digunakan untuk proses deposisi dan etsa dalam laser litografi ultraviolet, dan digunakan untuk membuat pola terkecil pada chip semikonduktor.
Selama pembuatan wafer silikon yang diperlukan, gas argon digunakan untuk melindungi kristal silikon yang terbentuk pada wafer dari reaksi potensial dengan oksigen dan nitrogen selama proses pertumbuhan suhu tinggi.
Karena argon juga merupakan gas yang sangat lembam, argon digunakan untuk menyediakan lingkungan non-reaktif untuk pengendapan sputtering logam.Terkadang reaktivitas nitrogen terlalu kuat, yang akan mengarah pada pembentukan nitrida logam.
Selain itu, argon cair digunakan dengan alat untuk membersihkan serpihan terkecil dan paling rapuh.
Hidrogen
Penggunaan hidrogen dalam manufaktur semikonduktor dapat meningkat karena permintaan yang lebih tinggi.Khususnya pada tahap fotolitografi, hidrogen digunakan untuk bereaksi dengan timah kimia untuk menghasilkan timah hidrida.Tin hidrida diperlukan agar tidak menumpuk pada elemen optik yang mahal.
Ini digunakan untuk deposisi epitaxial silikon dan silikon germanium dalam proses deposisi, dan juga untuk persiapan permukaan dengan proses anil.
Hidrogen digunakan untuk membuat lapisan oksida baru untuk memodifikasi film tipis yang ada.Proses ini terjadi di lingkungan bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi, yang berarti bahwa kontrol laju aliran, suhu, dan tekanan sangat penting.
Selain itu, hidrogen juga digunakan dalam tahap doping untuk membantu mengontrol dekomposisi, karena gas yang digunakan dalam proses ini sangat beracun.Saking banyaknya sehingga perlu disimpan dalam alat yang dapat mencegah kebocoran.
Diborane juga merupakan bahan kimia yang digunakan dalam proses doping, tetapi karena ketidakstabilan termal, ia akan terurai secara perlahan, sehingga diperlukan hidrogen untuk membantu menstabilkannya.
Semikonduktor dalam kehidupan sehari-hari
Semikonduktor digunakan di semua jenis peralatan sehari-hari, seperti komputer, telepon pintar, televisi, dan juga dalam teknologi canggih, seperti peralatan medis, sistem militer, dan banyak aplikasi lainnya.
Mereka adalah bagian dari kehidupan kita sehari-hari dan kita tidak menyadarinya karena mereka ada di perangkat yang kita gunakan setiap hari.Tanpa semikonduktor, kita tidak akan bisa melakukan banyak hal.Dengan perkembangan teknologi semikonduktor, mereka akan menjadi lebih andal, cerdas, dan kompak.
Dari komunikasi, transportasi, dan hiburan, ini hanyalah sebagian kecil dari apa yang telah dilakukan semikonduktor untuk kita.Mereka akan menggerakkan teknologi dan inovasi masa depan, memungkinkan kita melakukan hal-hal yang tidak pernah kita bayangkan.