高纯气体在半导体行业的应用
拥有可靠的高纯气体供应对半导体制造至关重要,特别是当涉及到智能手机和自动驾驶汽车等先进技术时。
生产集成电路的过程是复杂的,在生产过程中需要超过30种不同的气体,这使得所使用的气体数量是任何行业中最多的。气体是半导体制造的一个重要组成部分,
因为气体可以产生塑造半导体电气特性所需的化学反应。
由于其复杂性,所使用的气体在制造过程的每个阶段都需要精准,来配置半导体。
随着半导体行业的不断发展和演变,在这个过程中使用的气体也在不断增加。使用的一些核心气体包括氮气、氧气、氩气和氢气,我们将深入解释它们在制造过程中的作用。
氮气
由于氮气的可用性和惰性,它是半导体制造过程中各种步骤中使用的核心气体,但它的主要用途是在清洗阶段。在这个阶段,氮气被用来冲洗每个通道和管网,
以清除机器和工具中的任何氧气,这将使它们不受可能污染工艺的其他气体的影响。
此外,由于氮气在整个过程中被大量使用,大多数半导体设备都在现场保留一台制氮机。甚至随着高科技智能手机和其他技术的生产,
在努力满足高需求的同时保持低成本已成为当务之急。
你可以说氮气是保持工具、空间和管道不受任何潜在的水分、化学污染物和颗粒的影响。这是一种必不可少的气体,
从开始到结束的整个过程中都在使用,这也难怪他们在现场保留发生器。
氧气
氧气是一种氧化剂,这使得它对创造沉积反应至关重要。它被用来生长氧化硅层,用于工艺中的各种元素,例如扩散掩膜。
当在半导体制造中使用氧气时,气体必须是超高纯度的,以防止任何杂质,这些杂质可能会对设备生产和性能造成损害。
在蚀刻过程中,氧气也被用来清除任何额外产生的材料残渣。它还可以用来使任何这些蚀刻图案永久化。
最后,氧气还有助于通过氧化反应中和可能改变产品质量的反应性气体。因此,与氮气类似,氧气也有助于确保没有任何污染发生。
氩气
氩气主要用于紫外光刻激光器的沉积和蚀刻过程,这些激光器被用来在半导体芯片上制作最小的图案。
在制造所需的硅片期间,氩气被用来保护在硅片上形成的硅晶体,使其在高温下生长过程中不会与氧气和氮气发生任何潜在的反应。
因为氩气也是一种非常惰性的气体,它被用来为金属的溅射沉积提供一个非反应性的环境。有时,氮气可能过于活跃,会导致金属氮化物的形成。
此外,液氩被用于工具,以清洁最小、最脆弱的芯片。
氢气
由于需求增加,氢气在半导体制造中的使用可能会增加。特别是在光刻阶段,氢气被用来与化学品锡反应,以产生氢化锡。需要氢化锡,
以便它不会积聚在昂贵的光学器件上。它在沉积过程中用于硅和硅锗的外延沉积,也用于通过退火过程准备表面。
氢气被用来创造一个新的氧化层,以修改已经存在的薄膜。这一过程是在高压和高温环境下进行的,这意味着对流速、温度和压力的控制极为重要。
此外,氢气也被用于掺杂阶段,以帮助控制分解,因为用于这一过程的气体是非常有毒的。以至于它们需要被储存在能够防止泄漏的设备中。
二硼烷也是掺杂过程中使用的一种化学品,但它会慢慢分解,因为它的温度不稳定,因此需要氢气来帮助稳定它。
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