செமிகண்டக்டர் தொழிலில் அம்மோனியா பயன்பாடு

அம்மோனியா (NH₃), ஒரு முக்கியமான இரசாயன மறுஉருவாக்கமாக, பல்வேறு தொழில்துறை துறைகளில் பரவலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, குறிப்பாக குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் அதன் பங்கு முக்கியமானது. நைட்ரைடுகளின் படிவு, அயன் பொருத்துதல் மற்றும் ஊக்கமருந்து, சுத்தம் செய்தல் மற்றும் பொறித்தல் செயல்முறைகள் உட்பட, குறைக்கடத்தி உற்பத்தியின் பல நிலைகளில் அம்மோனியா முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. இந்த கட்டுரை குறைக்கடத்தி துறையில் அம்மோனியாவின் பயன்பாடுகளை ஆராய்கிறது, சாதனத்தின் செயல்திறனை மேம்படுத்துதல், செலவுகளைக் குறைத்தல் மற்றும் தொழில்துறை கண்டுபிடிப்புகளை இயக்குவதில் அதன் குறிப்பிடத்தக்க பங்கை பகுப்பாய்வு செய்கிறது, அதே நேரத்தில் அது எதிர்கொள்ளும் சவால்கள் மற்றும் எதிர்கால வளர்ச்சிப் போக்குகளைப் பற்றி விவாதிக்கும்.

1. அம்மோனியாவின் அடிப்படை பண்புகள் மற்றும் இரசாயன நடத்தை

அம்மோனியா என்பது நைட்ரஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனால் ஆன ஒரு கலவை ஆகும், இது அதன் வலுவான காரத்தன்மைக்கு பெயர் பெற்றது மற்றும் பொதுவாக தொழில்துறை நைட்ரஜன் உர உற்பத்தியில் காணப்படுகிறது. அம்மோனியா அறை வெப்பநிலையில் ஒரு வாயுவாக உள்ளது, ஆனால் குறைந்த வெப்பநிலையில் திரவமாக்கப்படலாம், இது மிகவும் எதிர்வினை வாயு மூலமாகும். குறைக்கடத்தித் தொழிலில், அம்மோனியாவின் வேதியியல் பண்புகள் பல முக்கியமான செயல்முறைகளின் முக்கிய அங்கமாக அமைகின்றன, குறிப்பாக இரசாயன நீராவி படிவு (CVD), அயனி பொருத்துதல் மற்றும் சுத்தம் செய்தல்/பொறித்தல் செயல்பாடுகளில்.

அம்மோனியா மூலக்கூறுகள் பல்வேறு உலோகங்கள், சிலிக்கான் மற்றும் பிற பொருட்களுடன் வினைபுரிந்து நைட்ரைடுகளை உருவாக்க அல்லது அவற்றை டோப் செய்ய முடியும். இந்த எதிர்வினைகள் விரும்பிய மெல்லிய படப் பொருட்களை உருவாக்க உதவுவது மட்டுமல்லாமல், பொருட்களின் மின், வெப்ப மற்றும் இயந்திர பண்புகளை மேம்படுத்தவும், அதன் மூலம் குறைக்கடத்தி தொழில்நுட்பத்தை மேம்படுத்துகிறது.

2. செமிகண்டக்டர் உற்பத்தியில் அம்மோனியாவின் பயன்பாடுகள்

குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் அம்மோனியா முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, குறிப்பாக பின்வரும் பகுதிகளில்:

2.1 நைட்ரைடு மெல்லிய படங்களின் படிவு

நவீன குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில், சிலிக்கான் நைட்ரைடு (Si₃N₄), அலுமினியம் நைட்ரைடு (AlN), மற்றும் டைட்டானியம் நைட்ரைடு (TiN) போன்ற நைட்ரைடு மெல்லிய படலங்கள் பாதுகாப்பு அடுக்குகளாக, மின் தனிமை அடுக்குகளாக அல்லது கடத்தும் பொருட்களாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த நைட்ரைடு படங்களின் படிவுகளின் போது, ​​அம்மோனியா ஒரு முக்கியமான நைட்ரஜன் மூலமாக செயல்படுகிறது.

இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) நைட்ரைடு படல படிவுக்கான பொதுவான முறைகளில் ஒன்றாகும்.அம்மோனியாஅதிக வெப்பநிலையில் சிலேன் (SiH₄) போன்ற வாயுக்களுடன் வினைபுரிந்து சிதைந்து சிலிக்கான் நைட்ரைடு படலங்களை உருவாக்குகிறது. எதிர்வினை பின்வருமாறு:

3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2

இந்த செயல்முறை சிலிக்கான் செதில் மேற்பரப்பில் ஒரு சீரான சிலிக்கான் நைட்ரைடு அடுக்கு உருவாக்கத்தில் விளைகிறது. அம்மோனியா ஒரு நிலையான நைட்ரஜன் மூலத்தை வழங்குகிறது மற்றும் குறிப்பிட்ட நிலைமைகளின் கீழ் மற்ற வாயு மூலங்களுடனான எதிர்வினையின் துல்லியமான கட்டுப்பாட்டை செயல்படுத்துகிறது, இதன் மூலம் படத்தின் தரம், தடிமன் மற்றும் சீரான தன்மையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

நைட்ரைடு படலங்கள் சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை, மின் காப்பு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன, அவை குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் மிகவும் முக்கியமானவை. அவை ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளில் (IC கள்) இன்சுலேஷன் லேயர்களாகவும், எலக்ட்ரோடு தனிமைப்படுத்தல் அடுக்குகளாகவும், ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களில் ஆப்டிகல் ஜன்னல்களாகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

2.2 அயன் பொருத்துதல் மற்றும் ஊக்கமருந்து

அம்மோனியாகுறைக்கடத்தி பொருட்களின் ஊக்கமருந்து செயல்முறையிலும் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. ஊக்கமருந்து என்பது குறைக்கடத்தி சாதனங்களைத் தயாரிப்பதில் உள்ள பொருட்களின் மின் கடத்துத்திறனைக் கட்டுப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முக்கியமான நுட்பமாகும். அம்மோனியா, திறமையான நைட்ரஜன் மூலமாக, மற்ற வாயுக்களுடன் (பாஸ்பைன் PH₃ மற்றும் டைபோரேன் B₂H₆ போன்றவை) இணைந்து நைட்ரஜனை சிலிக்கான் மற்றும் கேலியம் ஆர்சனைடு (GaAs) போன்ற பொருட்களில் அயனி பொருத்துதல் மூலம் பொருத்துவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உதாரணமாக, நைட்ரஜன் ஊக்கமருந்து N-வகை அல்லது P-வகை குறைக்கடத்திகளை உருவாக்க சிலிக்கானின் மின் பண்புகளை சரிசெய்யலாம். திறமையான நைட்ரஜன் ஊக்கமருந்து செயல்முறைகளின் போது, ​​அம்மோனியா உயர்-தூய்மை நைட்ரஜன் மூலத்தை வழங்குகிறது, ஊக்கமருந்து செறிவுகளின் மீது துல்லியமான கட்டுப்பாட்டை உறுதி செய்கிறது. மிகப் பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைப்பு (VLSI) உற்பத்தியில் அதிக செயல்திறன் கொண்ட சாதனங்களின் சிறுமயமாக்கல் மற்றும் உற்பத்திக்கு இது மிகவும் முக்கியமானது.

2.3 சுத்தம் செய்தல் மற்றும் பொறித்தல்

செமிகண்டக்டர் உற்பத்தியில் சாதனங்களின் மேற்பரப்பு தரத்தை உறுதி செய்வதற்கு சுத்தம் செய்தல் மற்றும் பொறித்தல் செயல்முறைகள் முக்கியமாகும். அம்மோனியா இந்த செயல்முறைகளில், குறிப்பாக பிளாஸ்மா பொறித்தல் மற்றும் இரசாயன சுத்தம் ஆகியவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பிளாஸ்மா பொறிப்பில், அம்மோனியாவை மற்ற வாயுக்களுடன் (குளோரின், Cl₂ போன்றவை) இணைக்கலாம், இது செதில் மேற்பரப்பில் இருந்து கரிம அசுத்தங்கள், ஆக்சைடு அடுக்குகள் மற்றும் உலோக அசுத்தங்களை அகற்ற உதவுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அம்மோனியா ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து வினைத்திறன் ஆக்சிஜன் இனங்களை (O₃ மற்றும் O₂ போன்றவை) உருவாக்குகிறது, இது மேற்பரப்பு ஆக்சைடுகளை திறம்பட நீக்கி, அடுத்தடுத்த செயல்முறைகளில் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்கிறது.

கூடுதலாக, அம்மோனியா துப்புரவு செயல்முறைகளில் ஒரு கரைப்பானாக செயல்படும், இரசாயன எதிர்வினைகள் அல்லது செயல்முறை விபத்துக்கள் காரணமாக உருவான சுவடு எச்சங்களை அகற்ற உதவுகிறது, இதனால் செதில்களின் உயர் தூய்மையை பராமரிக்கிறது.

3. செமிகண்டக்டர் தொழிலில் அம்மோனியாவின் நன்மைகள்

அம்மோனியா குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் பல நன்மைகளை வழங்குகிறது, குறிப்பாக பின்வரும் பகுதிகளில்:

3.1 திறமையான நைட்ரஜன் ஆதாரம்

அம்மோனியா ஒரு திறமையான மற்றும் தூய நைட்ரஜன் மூலமாகும், இது நைட்ரைடு படங்களின் படிவு மற்றும் ஊக்கமருந்து செயல்முறைகளுக்கு நைட்ரஜன் அணுக்களின் நிலையான மற்றும் துல்லியமான விநியோகத்தை வழங்குகிறது. குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் மைக்ரோ மற்றும் நானோ அளவிலான சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கு இது முக்கியமானது. பல சமயங்களில், மற்ற நைட்ரஜன் மூல வாயுக்களை (நைட்ரஜன் வாயு அல்லது நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகள் போன்றவை) விட அம்மோனியா அதிக வினைத்திறன் மற்றும் கட்டுப்படுத்தக்கூடியது.

3.2 சிறந்த செயல்முறை கட்டுப்பாடு

அம்மோனியாவின் வினைத்திறன் பல்வேறு சிக்கலான செயல்முறைகளில் எதிர்வினை விகிதங்களையும் படத் தடிமனையும் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்த அனுமதிக்கிறது. அம்மோனியாவின் ஓட்ட விகிதம், வெப்பநிலை மற்றும் எதிர்வினை நேரத்தை சரிசெய்வதன் மூலம், படங்களின் தடிமன், சீரான தன்மை மற்றும் கட்டமைப்பு பண்புகளை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்த முடியும், இதனால் சாதனங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

3.3 செலவு-செயல்திறன் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நட்பு

மற்ற நைட்ரஜன் மூல வாயுக்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அம்மோனியா விலை குறைவாக உள்ளது மற்றும் அதிக நைட்ரஜன் பயன்பாட்டு திறன் கொண்டது, இது பெரிய அளவிலான குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் மிகவும் சாதகமாக உள்ளது. மேலும், அம்மோனியா மறுசுழற்சி மற்றும் மறுபயன்பாட்டு தொழில்நுட்பங்கள் மிகவும் மேம்பட்டதாகி, அதன் சுற்றுச்சூழல் நட்புக்கு பங்களிக்கிறது.

4. பாதுகாப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் சவால்கள்

குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கு இருந்தபோதிலும், அம்மோனியா சாத்தியமான அபாயங்களை அளிக்கிறது. அறை வெப்பநிலையில், அம்மோனியா ஒரு வாயு, மற்றும் அதன் திரவ வடிவில், இது மிகவும் அரிக்கும் மற்றும் நச்சுத்தன்மையுடையது, பயன்பாட்டின் போது கடுமையான பாதுகாப்பு நடவடிக்கைகள் தேவை.

1. சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்து: அம்மோனியாவை குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் உயர் அழுத்தத்தில் சேமித்து வைக்க வேண்டும், சிறப்பு கொள்கலன்கள் மற்றும் குழாய்களைப் பயன்படுத்தி கசிவைத் தடுக்க வேண்டும்.
2. செயல்பாட்டு பாதுகாப்பு: மனித உடலில் அம்மோனியா வெளிப்படுவதைத் தடுக்க, குறைக்கடத்தி உற்பத்திக் கோடுகளில் செயல்படுபவர்கள், கண்ணாடிகள், கையுறைகள் மற்றும் எரிவாயு முகமூடிகள் போன்ற பாதுகாப்பு உபகரணங்களை அணிய வேண்டும்.
3. கழிவு வாயு சிகிச்சை: அம்மோனியாவின் பயன்பாடு தீங்கு விளைவிக்கும் கழிவு வாயுக்களை உருவாக்கலாம், எனவே உமிழ்வுகள் சுற்றுச்சூழல் தரத்தை பூர்த்தி செய்வதை உறுதிசெய்ய திறமையான கழிவு வாயு சுத்திகரிப்பு அமைப்புகள் இருக்க வேண்டும்.

குறைக்கடத்தி உற்பத்தி செயல்முறைகள் தொடர்ந்து முன்னேறி, அதிக சாதன செயல்திறனுக்கான தேவை அதிகரிப்பதால், தொழிலில் அம்மோனியாவின் பங்கு தொடர்ந்து வளரும். உயர் துல்லியமான நானோ அளவிலான ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சில்லுகள் மற்றும் மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்களில் இது குறிப்பாக உண்மை. கூடுதலாக, சுற்றுச்சூழல் கட்டுப்பாடுகள் கடுமையானதாக இருப்பதால், அமோனியாவுக்கான பசுமையான உற்பத்தி மற்றும் மறுசுழற்சி தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சி தொழில்துறையின் எதிர்காலத்தில் ஒரு முக்கியமான காரணியாக மாறும்.

குறைக்கடத்தி துறையில் அம்மோனியாவின் பயன்பாடுகள் நவீன மின்னணுவியல் வளர்ச்சிக்கு உறுதியான அடித்தளத்தை வழங்குகின்றன. உற்பத்தித் திறனை மேம்படுத்துவதிலும், உற்பத்திச் செலவுகளைக் குறைப்பதிலும், தொழில்நுட்ப கண்டுபிடிப்புகளை இயக்குவதிலும் அதன் பங்கு இன்றியமையாதது. தொழில்நுட்பம் முன்னேறும்போது, ​​அம்மோனியாவின் பயன்பாடு தொடர்ந்து விரிவடையும், குறைக்கடத்தி தொழில் அதிக திறன் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நிலைத்தன்மையை நோக்கி பரிணமிக்க உதவுகிறது.

அம்மோனியா, ஒரு அத்தியாவசிய இரசாயன மறுபொருளாக, குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. நைட்ரைடு படங்களின் படிவு, ஊக்கமருந்து மற்றும் சுத்தம்/செதுக்கல் செயல்முறைகளுக்கு இது முக்கியமானது. குறைக்கடத்தி தொழில்நுட்பத்தின் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றத்துடன், அம்மோனியாவின் பயன்பாடுகள் வளர்ந்து, தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களுக்கு குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பைச் செய்து, குறைக்கடத்தி தொழில் மிகவும் திறமையான மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த திசையில் உருவாக உதவுகிறது.