В 2018 году мировой рынок электронных газов для интегральных схем достиг 4,512 млрд долларов США, увеличившись на 16% по сравнению с предыдущим годом. Высокие темпы роста отрасли специальных электронных газов для полупроводников и огромный размер рынка ускорили реализацию плана по замещению электронных газов на внутреннем рынке!
Что такое электронный газ?
Электронный газ — это основной исходный материал, используемый в производстве полупроводников, плоских дисплеев, светодиодов, солнечных батарей и других электронных изделий, и широко применяется в процессах очистки, травления, формирования пленок, легирования и других. Основные области применения электронного газа включают электронную промышленность, солнечные батареи, мобильную связь, автомобильную навигацию и автомобильные аудио- и видеосистемы, аэрокосмическую отрасль, военную промышленность и многие другие области.
В зависимости от химического состава специальные электронные газы можно разделить на семь категорий: кремний, мышьяк, фосфор, бор, гидриды металлов, галогениды и алкоксиды металлов. В зависимости от методов применения в интегральных схемах их можно разделить на газы для легирования, газы для эпитаксии, газы для ионной имплантации, газы для светодиодов, газы для травления, газы для химического осаждения из газовой фазы и балансирующие газы. В полупроводниковой промышленности используется более 110 специальных газов, из которых более 30 являются широко используемыми.
В полупроводниковой промышленности газы, как правило, делятся на два типа: обычные газы и специальные газы. К обычным газам относятся газы, поставляемые централизованно и используемые в больших количествах, такие как N2, H2, O2, Ar, He и др. Специальные газы — это некоторые химические газы, используемые в процессе производства полупроводников, например, при нанесении покрытия, ионной инжекции, смешивании, промывке и формировании маски; это то, что мы сейчас называем электронными специальными газами, например, высокочистые SiH4, PH3, AsH3, B2H6, N2O, NH3, SF6, NF3, CF4, BCl3, BF3, HCl, Cl2 и др.
На протяжении всего производственного процесса в полупроводниковой промышленности, от выращивания чипов до окончательной упаковки устройств, практически каждое звено неразрывно связано со специальными электронными газами. Разнообразие используемых газов и высокие требования к их качеству обуславливают наличие в электронных газах «пищевых» компонентов для полупроводниковых материалов.
В последние годы Китай значительно увеличил производственные мощности по выпуску основных электронных компонентов, таких как полупроводники и дисплейные панели, и наблюдается высокий спрос на импортозамещающие электронно-химические материалы. Позиция электронных газов в полупроводниковой промышленности становится все более значимой. Ожидается быстрый рост отечественной индустрии электронных газов.
К чистоте специальных электронных газов предъявляются очень высокие требования, поскольку при недостаточной чистоте такие примеси, как водяной пар и кислород, легко образуют оксидную пленку на поверхности полупроводника, что влияет на срок службы электронных устройств. Кроме того, частицы примесей в специальных электронных газах могут вызывать короткие замыкания в полупроводниках и повреждение цепей. Можно сказать, что повышение чистоты играет жизненно важную роль в повышении выхода годной продукции и производительности электронных устройств.
С непрерывным развитием полупроводниковой промышленности процесс производства микросхем постоянно совершенствуется и сейчас достиг 5 нм, что приближает нас к пределу действия закона Мура, эквивалентному одной двадцатой диаметра человеческого волоса (около 0,1 мм). Следовательно, это также предъявляет более высокие требования к чистоте электронного специального газа, производимого полупроводниками.
Дата публикации: 15 декабря 2021 г.
