ก๊าซพิเศษแตกต่างจากทั่วไปก๊าซอุตสาหกรรมเนื่องจากก๊าซเหล่านี้มีการใช้งานเฉพาะทางและถูกนำไปใช้ในสาขาเฉพาะทาง มีข้อกำหนดเฉพาะด้านความบริสุทธิ์ ปริมาณสิ่งเจือปน องค์ประกอบ และคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี เมื่อเปรียบเทียบกับก๊าซอุตสาหกรรม ก๊าซชนิดพิเศษมีความหลากหลายมากกว่า แต่มีปริมาณการผลิตและการขายน้อยกว่า

การก๊าซผสมและก๊าซมาตรฐานการสอบเทียบเรามักใช้ส่วนประกอบสำคัญของก๊าซชนิดพิเศษ ก๊าซผสมมักแบ่งออกเป็นก๊าซผสมทั่วไปและก๊าซผสมอิเล็กทรอนิกส์

ก๊าซผสมทั่วไปได้แก่:ก๊าซผสมเลเซอร์เครื่องมือตรวจจับก๊าซผสม ก๊าซผสมสำหรับงานเชื่อม ก๊าซผสมสำหรับเก็บรักษา ก๊าซผสมสำหรับแหล่งกำเนิดแสงไฟฟ้า ก๊าซผสมสำหรับการวิจัยทางการแพทย์และชีวภาพ ก๊าซผสมสำหรับการฆ่าเชื้อและทำให้ปราศจากเชื้อ ก๊าซผสมสำหรับสัญญาณเตือนเครื่องมือ ก๊าซผสมแรงดันสูง และอากาศระดับศูนย์

ส่วนผสมของก๊าซอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยส่วนผสมของก๊าซอิพิแทกเซียล ส่วนผสมของก๊าซสะสมไอเคมี ส่วนผสมของก๊าซโด๊ป ส่วนผสมของก๊าซกัดกร่อน และส่วนผสมของก๊าซอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ส่วนผสมของก๊าซเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตวงจรรวมขนาดใหญ่ (LSI) และวงจรรวมขนาดใหญ่มาก (VLSI) รวมถึงการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

5 ประเภทของแก๊สผสมอิเล็กทรอนิกส์ที่นิยมใช้กันมากที่สุด

การโด๊ปก๊าซผสม

ในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และวงจรรวม จะมีการใส่สิ่งเจือปนบางชนิดลงในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เพื่อให้ได้ค่าการนำไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้าตามที่ต้องการ ทำให้สามารถผลิตตัวต้านทาน รอยต่อ PN ชั้นฝัง และวัสดุอื่นๆ ได้ ก๊าซที่ใช้ในกระบวนการเจือปนเรียกว่าก๊าซโดป ก๊าซเหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยอาร์ซีน ฟอสฟีน ฟอสฟอรัสไตรฟลูออไรด์ ฟอสฟอรัสเพนตาฟลูออไรด์ อาร์เซนิกไตรฟลูออไรด์ อาร์เซนิกเพนตาฟลูออไรด์โบรอนไตรฟลูออไรด์และไดโบเรน โดยทั่วไปแล้ว แหล่งสารเจือปนจะถูกผสมกับก๊าซพาหะ (เช่น อาร์กอนและไนโตรเจน) ในตู้เก็บสารเจือปน จากนั้นก๊าซผสมจะถูกฉีดเข้าไปในเตาหลอมแบบแพร่อย่างต่อเนื่องและหมุนเวียนรอบแผ่นเวเฟอร์ ทำให้สารเจือปนตกตะกอนลงบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ จากนั้นสารเจือปนจะทำปฏิกิริยากับซิลิคอนเพื่อสร้างโลหะเจือปนที่เคลื่อนที่เข้าไปในซิลิคอน

ส่วนผสมของก๊าซเจริญเติบโตแบบเอพิแทกเซียล

การเจริญเติบโตแบบเอพิแทกเซียล (Epitaxial growth) คือกระบวนการสะสมและเจริญเติบโตของวัสดุผลึกเดี่ยวบนพื้นผิวของวัสดุรองรับ ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ก๊าซที่ใช้ในการเจริญเติบโตของวัสดุอย่างน้อยหนึ่งชั้นโดยใช้การสะสมไอเคมี (CVD) บนวัสดุรองรับที่ผ่านการคัดเลือกมาอย่างดี เรียกว่าก๊าซเอพิแทกเซียล ก๊าซเอพิแทกเซียลซิลิคอนที่พบบ่อย ได้แก่ ไดไฮโดรเจนไดคลอโรไซเลน ซิลิคอนเตตระคลอไรด์ และไซเลน ก๊าซเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสะสมซิลิคอนแบบเอพิแทกเซียล การสะสมซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ การสะสมฟิล์มซิลิคอนออกไซด์ การสะสมฟิล์มซิลิคอนไนไตรด์ และการสะสมฟิล์มซิลิคอนอะมอร์ฟัสสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์ไวแสงอื่นๆ

ก๊าซฝังไอออน

ในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และวงจรรวม ก๊าซที่ใช้ในกระบวนการฝังไอออนเรียกรวมกันว่าก๊าซฝังไอออน สิ่งเจือปนที่แตกตัวเป็นไอออน (เช่น ไอออนโบรอน ฟอสฟอรัส และสารหนู) จะถูกเร่งให้อยู่ในระดับพลังงานสูงก่อนที่จะถูกฝังลงในสารตั้งต้น เทคโนโลยีการฝังไอออนถูกใช้อย่างแพร่หลายเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าขีดจำกัด ปริมาณของสิ่งเจือปนที่ฝังไอออนสามารถกำหนดได้โดยการวัดกระแสลำแสงไอออน โดยทั่วไปก๊าซฝังไอออนประกอบด้วยก๊าซฟอสฟอรัส สารหนู และโบรอน

การกัดกรดด้วยก๊าซผสม

การกัดกร่อนคือกระบวนการกัดพื้นผิวที่ผ่านการประมวลผลออก (เช่น ฟิล์มโลหะ ฟิล์มซิลิกอนออกไซด์ ฯลฯ) บนพื้นผิวที่ไม่ได้ถูกปิดบังด้วยโฟโตเรซิสต์ ในขณะที่ยังคงรักษาพื้นที่ที่ถูกปิดบังด้วยโฟโตเรซิสต์ไว้ เพื่อให้ได้รูปแบบการสร้างภาพที่ต้องการบนพื้นผิวของพื้นผิว

ส่วนผสมของก๊าซสะสมไอเคมี

การสะสมไอเคมี (CVD) ใช้สารประกอบระเหยเพื่อสะสมสารหรือสารประกอบเดี่ยวผ่านปฏิกิริยาเคมีในสถานะไอ วิธีนี้เป็นวิธีการสร้างฟิล์มที่ใช้ปฏิกิริยาเคมีในสถานะไอ ก๊าซ CVD ที่ใช้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของฟิล์มที่กำลังก่อตัว