氩、氮、氧、氢等工业气体如何用于半导体制造2022-11-17

半导体行业是一个全球性的巨大行业，每年都在持续增长，这意味着对高纯度气体的需求将随之增长。

拥有可靠的高纯度气体供应对于半导体制造至关重要，尤其是在智能手机和自动驾驶汽车等先进技术方面。

生产集成电路的过程很复杂，在所有阶段都需要 30 多种不同的气体，这使得使用的气体范围成为任何行业中最广泛的气体之一。

气体是半导体制造的重要组成部分，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，在制造过程的每个阶段使用的气体都需要精确和准确，以正确配置半导体。

随着半导体行业的不断发展和发展，工艺中使用的气体也在不断发展。使用的一些核心气体包括氮气、氧气、氩气和氢气，我们将深入探讨它们在制造过程中的作用。

氮

由于其可用性和惰性，氮气是半导体制造过程中各个步骤中使用的核心气体，但它的主要用途是在吹扫阶段。在此阶段，氮气用于冲洗每个通道和管网，以去除机器和工具中的任何氧气，从而使它们免受可能污染过程的其他气体的影响。

此外，由于在整个过程中大量使用氮气，大多数半导体工厂都在现场配备了氮气发生器。更重要的是，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变得势在必行。

您可以说氮气使工具、空间和管道远离任何潜在的水分、化学污染物和颗粒。它是一种必不可少的气体，从开始到结束的整个过程都在使用，这也难怪他们为什么要在现场安装发电机。

氧

如您所知，氧气是一种氧化剂，因此它对于产生沉积反应至关重要。它用于生长用于工艺中各种元素的氧化硅层，例如扩散掩模。

当使用氧气进行半导体制造时，气体必须是超高纯度的，以防止任何杂质影响器件的生产和性能。

在蚀刻过程中，氧气也用于去除产生的任何额外材料废料。它也可以用来使任何蚀刻图案永久化。

最后，氧气还有助于通过可能改变产品质量的氧化反应中和反应性气体。因此，与氮气类似，氧气也有助于确保不会发生任何污染。

氩气

氩气主要用于紫外光刻激光器内的沉积和蚀刻过程，用于在半导体芯片上制作最小的图案。

在制造所需的硅晶片期间，氩气用于保护在晶片上形成的硅晶体在高温生长过程中不会与氧和氮发生任何潜在的反应。

因为氩气也是一种非常惰性的气体，它用于为金属溅射沉积提供非反应性环境。有时氮的反应性太强，会导致金属氮化物的形成。

此外，液态氩与工具一起用于清洁最小、最易碎的芯片。

氢

由于更高的需求，氢在半导体制造中的使用可能会增加。特别是在光刻阶段，氢气用于与化学锡反应，产生氢化锡。需要氢化锡，以免它积聚在昂贵的光学元件上。

它在沉积过程中用于硅和硅锗的外延沉积，也用于通过退火工艺制备表面。

氢气用于创建新的氧化层以修改已经存在的薄膜。这个过程发生在高压和高温环境中，这意味着对流速、温度和压力的控制非常重要。

此外，氢也用于掺杂阶段以帮助控制分解，因为用于该过程的气体具有剧毒。如此之多，以至于需要将它们存储在可防止泄漏的设备中。

乙硼烷也是掺杂过程中使用的一种化学物质，但由于热不稳定，它会慢慢分解，因此需要氢来帮助稳定它。

日常生活中的半导体

半导体用于各种日常设备，如计算机、智能手机、电视，还用于先进技术，如医疗设备、军事系统和许多其他应用。

它们是我们日常生活的一部分，我们没有注意到，因为它们存在于我们每天使用的设备中。如果没有半导体，我们将无法做很多事情，随着半导体技术的发展，它们变得更可靠、更智能、更紧凑。

从通讯、交通和娱乐，这些只是半导体为我们所做的一小部分。它们将为未来的技术和创新提供动力，使我们能够做我们从未想象过的事情