Penemuan Mei Membantu Proses Bersihkan Untuk Membuat Semikonduktor

Published on August 4, 2010 at 8:26 PM

Kemurnian bahan menjadi perhatian konstan untuk industri semikonduktor, karena hanya jejak kontaminan dapat merusak atau merusak perangkat kecil. Dalam langkah menuju memecahkan masalah jangka-berdiri di bidang manufaktur semikonduktor, para ilmuwan di JILA dan kolaborator telah menggunakan versi unik mereka tentang "bergigi sisir halus" untuk mendeteksi jejak menit molekul kontaminan dalam gas arsine digunakan untuk membuat berbagai Photonics perangkat.

JILA merupakan lembaga gabungan dari Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) dan University of Colorado di Boulder (CU). Penelitian ini dilakukan dengan kolaborator dari NIST Boulder kampus dan Matheson Tri-Gas (Longmont, Colorado).

Sebuah penemuan dapat membantu memurnikan NIST proses untuk membuat semikonduktor digunakan dalam perangkat seperti dioda pemancar cahaya (LED). © Igor Stepovik / sopan santun Shutterstock

Penelitian, dijelaskan dalam sebuah kertas baru, * menggunakan penemuan NIST / CU disebut rongga-ditingkatkan spektroskopi sisir frekuensi langsung (CE-DFCS) .** Ini terdiri dari sebuah sisir frekuensi optik-alat untuk secara akurat menghasilkan warna yang berbeda, atau frekuensi , cahaya-disesuaikan dengan menganalisis jumlah, struktur dan dinamika berbagai atom dan molekul secara bersamaan. Teknik ini menawarkan kombinasi unik dari kecepatan, sensitivitas spesifisitas, dan cakupan frekuensi yang luas.

Industri semikonduktor telah lama berjuang untuk menemukan jejak air dan kotoran lainnya dalam gas arsine yang digunakan dalam pembuatan semikonduktor III-V untuk dioda pemancar cahaya (LED), energi sel surya dan dioda laser untuk pemutar DVD. Kontaminan dapat mengubah sifat suatu semikonduktor listrik dan optik. Sebagai contoh, uap air dapat menambahkan oksigen ke materi, mengurangi kecerahan perangkat dan kehandalan. Jejak air sulit untuk mengidentifikasi di arsine, yang menyerap cahaya dalam pola, kompleks padat di rentang frekuensi yang luas. Teknik yang paling analitis memiliki kelemahan yang signifikan, seperti alat-alat besar dan kompleks atau rentang frekuensi sempit.

Sisir JILA sistem, sebelumnya menunjukkan sebagai "breathalyzer" untuk mendeteksi penyakit ***, ditingkatkan baru-baru ini untuk mengakses panjang gelombang cahaya, dimana air sangat menyerap dan arsine tidak, untuk lebih mengidentifikasi air. Kertas baru menggambarkan demonstrasi pertama dari sistem sisir dalam aplikasi industri.

Dalam percobaan JILA, gas arsine ditempatkan dalam rongga optik di mana itu "disisir" dengan pulsa cahaya. Atom dan molekul dalam rongga menyerap beberapa energi cahaya pada frekuensi mana mereka beralih tingkat energi, bergetar atau memutar. Sisir itu "gigi" digunakan untuk tepat mengukur intensitas cahaya yang berbeda nuansa inframerah sebelum dan setelah interaksi. Dengan mendeteksi warna yang diserap dan berapa jumlah yang dicocokkan terhadap katalog tanda tangan penyerapan dikenal atom yang berbeda dan molekul-para peneliti bisa mengukur konsentrasi air ke tingkat yang sangat rendah.

Molekul air hanya 10 per miliar molekul arsine dapat menyebabkan cacat semikonduktor. Para peneliti terdeteksi air pada tingkat 7 molekul per miliar dalam gas nitrogen, dan pada tanggal 31 molekul per miliar di arsine. Para peneliti sekarang bekerja pada perluasan sistem sisir lebih jauh ke dalam inframerah dan bertujuan untuk bagian-per-triliun sensitivitas.

Penelitian ini didanai oleh Angkatan Udara Kantor Riset Ilmiah, Defense Advanced Research Projects Agency, Badan Pertahanan Threat Reduction, Agilent Technologies, dan NIST.

* KC Cossel, F. Adler, KA Bertness, MJ Thorpe, J. Feng, MW Raynor, J. Ye. 2010. Analisis Pengotor Jejak di Gas Semikonduktor melalui rongga Enhanced Frekuensi Sisir Spektroskopi langsung. Fisika Terapan B. Ditampilkan online 20 Juli.

** Paten Amerika nomor 7.538.881: Sensitif, Massively Paralel, Broad-Bandwidth, Real-Time Spektroskopi, diterbitkan pada bulan Mei 2009, NIST map nomor 06-004, CU Alih Teknologi kasus CU1541B nomor. Hak lisensi telah konsolidasi di CU.

*** Lihat "Optical Frekuensi Sisir 'Bisa Deteksi Penyakit Nafas", dalam NIST Beat Tech Feb 19, 2008, di www.nist.gov/public_affairs/techbeat/tb2008_0219.htm # sisir .

Last Update: 13. October 2011 00:21

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit