تم تسريع خطة الاستبدال المحلي للغاز الإلكتروني الخاص بشكل شامل!

في عام 2018، بلغ حجم سوق الغازات الإلكترونية العالمية للدوائر المتكاملة 4.512 مليار دولار أمريكي، بزيادة سنوية قدرها 16%. وقد ساهم معدل النمو المرتفع لصناعة الغازات الإلكترونية الخاصة بأشباه الموصلات وحجم السوق الضخم في تسريع خطة استبدال الغازات الإلكترونية الخاصة محلياً.

ما هو غاز الإلكترونات؟

يشير مصطلح الغاز الإلكتروني إلى المادة الخام الأساسية المستخدمة في إنتاج أشباه الموصلات، وشاشات العرض المسطحة، والثنائيات الباعثة للضوء، والخلايا الشمسية، وغيرها من المنتجات الإلكترونية، ويُستخدم على نطاق واسع في عمليات التنظيف، والحفر، وتشكيل الأغشية، والتطعيم، وغيرها. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية للغاز الإلكتروني صناعة الإلكترونيات، والخلايا الشمسية، والاتصالات المتنقلة، وأنظمة الملاحة في السيارات، وأنظمة الصوت والفيديو في السيارات، والفضاء، والصناعات العسكرية، والعديد من المجالات الأخرى.

يمكن تقسيم الغازات الإلكترونية الخاصة إلى سبع فئات وفقًا لتركيبها الكيميائي: السيليكون، والزرنيخ، والفوسفور، والبورون، وهيدريد المعادن، والهاليدات، وألكوكسيدات المعادن. وبحسب طرق استخدامها المختلفة في الدوائر المتكاملة، يمكن تقسيمها إلى غازات التطعيم، وغازات الترسيب الطبقي، وغازات زرع الأيونات، وغازات الثنائيات الباعثة للضوء، وغازات الحفر، وغازات الترسيب الكيميائي للبخار، وغازات التوازن. يوجد أكثر من 110 أنواع من الغازات الخاصة المستخدمة في صناعة أشباه الموصلات، منها أكثر من 30 نوعًا شائع الاستخدام.

عمومًا، يقسم قطاع إنتاج أشباه الموصلات الغازات إلى نوعين: الغازات الشائعة والغازات الخاصة. الغازات الشائعة هي تلك التي يتم توفيرها مركزيًا وتستهلك كميات كبيرة، مثل النيتروجين (N2)، والهيدروجين (H2)، والأكسجين (O2)، والأرجون (Ar)، والهيليوم (He)، وغيرها. أما الغازات الخاصة، فهي بعض الغازات الكيميائية المستخدمة في عملية إنتاج أشباه الموصلات، مثل التمديد، وحقن الأيونات، والخلط، والغسل، وتشكيل الأقنعة، وهي ما يُعرف الآن بالغازات الإلكترونية الخاصة، مثل سيلان عالي النقاء (SiH4)، والفوسفين (PH3)، والأرسين (AsH3)، وسداسي هيدروجين البورون (B2H6)، وأكسيد النيتروز (N2O)، والأمونيا (NH3)، وسادس فلوريد الكبريت (SF6)، وثلاثي فلوريد النيتروجين (NF3)، ورباعي فلوريد الكربون (CF4)، وثالث كلوريد البورون (BCl3)، وثلاثي فلوريد البورون (BF3)، وكلوريد الهيدروجين (HCl)، والكلور (Cl2)، وغيرها.

في جميع مراحل إنتاج صناعة أشباه الموصلات، بدءًا من نمو الرقائق وحتى تغليف الأجهزة النهائية، تكاد كل حلقة منها لا تنفصل عن الغازات الإلكترونية الخاصة، وتتنوع أنواع الغازات المستخدمة وتتطلب جودة عالية، لذا فإن الغازات الإلكترونية تُعتبر بمثابة "غذاء" لمواد أشباه الموصلات.

شهدت الصين في السنوات الأخيرة زيادة في الطاقة الإنتاجية للمكونات الإلكترونية الرئيسية، مثل أشباه الموصلات وشاشات العرض، مع وجود طلب قوي على استبدال الواردات من المواد الكيميائية الإلكترونية. وقد برز دور الغازات الإلكترونية في صناعة أشباه الموصلات بشكل متزايد، ومن المتوقع أن تشهد صناعة الغازات الإلكترونية المحلية نموًا سريعًا.

تتطلب الغازات الإلكترونية الخاصة نقاءً عالياً للغاية، فإذا لم يكن النقاء كافياً، فإن الشوائب، مثل بخار الماء والأكسجين، ستُشكّل طبقة أكسيد بسهولة على سطح أشباه الموصلات، مما يؤثر على عمر الأجهزة الإلكترونية. كما أن وجود جزيئات الشوائب في هذه الغازات قد يُسبب حدوث دوائر قصر وتلف في أشباه الموصلات. لذا، يُمكن القول إن تحسين النقاء يلعب دوراً حيوياً في إنتاجية وأداء الأجهزة الإلكترونية.

مع التطور المستمر لصناعة أشباه الموصلات، تتحسن عملية تصنيع الرقائق الإلكترونية باستمرار، وقد وصلت الآن إلى 5 نانومتر، وهي قريبة من الحد الأقصى لقانون مور، أي ما يعادل عُشر قطر شعرة الإنسان (حوالي 0.1 ملم). ولذلك، يفرض هذا الأمر متطلبات أعلى على نقاء الغاز الإلكتروني الخاص المُستخدم في صناعة أشباه الموصلات.