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半導體制造材料(3)-電子特氣
半導體工業用的氣體統稱電子氣體。按其門類可分為純氣,高純氣和半導體特殊材料氣體三大類。電子氣體是發展集成電路、光電子、微電子,特別是超大規模集成電路、液晶顯示器件、半導體發光器件和半導體材料制造過程中不可缺少的基礎性支撐源材料,它被稱為電子工業的“血液”和“糧食”。
電子特種氣體又稱電子特氣,是電子氣體的一個分支,相較于傳統工業氣體,純度更高,其中一些具有特殊用途。電子特氣廣泛應用于半導體、微電子和相關的太陽能電池等高科技產業,或用于薄膜沉積、刻蝕、摻雜、鈍化、清洗,或用作載氣、保護氣氛等等。電子特氣是集成電路、顯示面板、太陽能電池等行業不可或缺的支撐性材料。
一、電子特氣生產過程:
特種氣體的主要生產工序包括氣體合成、氣體純化、氣體混配、氣瓶處理、氣體充裝、氣體分析檢測。氣體合成是將原料在特定壓力、溫度、催化劑等條件下,通過化學反應得到氣體粗產品。氣體純化是通過精餾、吸附等方式將粗產品精制成更高純度的產品。氣體混配是將兩種或兩種以上有效組分氣體按照特定比例混合,得到多組分均勻分布的混合氣體。氣瓶處理是根據載氣性質及需求的不同,對氣瓶內部、內壁表面及外觀進行處理的過程,以保證氣體存儲、運輸過程中產品的穩定。氣體充裝是指通過壓力差將氣體充入氣瓶等壓力容器;氣體分析檢測即為對氣體的成分進行分析、檢測的過程。
二、電子特氣分類:
根據制備方法和應用領域的不同,工業氣體可以分為大宗氣體和特種氣體。大宗氣體包括空分氣體(由空氣分離得到)和合成氣體,該類氣體產銷量大、對純度要求低,主要用于化工能源、金屬冶煉、機械制造等;特種氣體可分為高純氣體、標準氣體和電子特種氣體。電子特氣的下游應用包括集成電路IC、顯示面板(LCD、OLED)、光伏、LED等。
圖1.工業氣體的分類及應用
集成電路制造需經過硅片制造、氧化、光刻、氣相沉積、蝕刻、離子注入等工藝環節,這個過程中需要的高純特種氣體和混合氣體的種類超過50種,且每一種氣體應用在特定的工藝步驟中。此外,在顯示面板、LED、光伏電池片等器件的制造中的不同工藝環節均會用到多種特種氣體。
表1. 電子特氣在不同領域的應用
根據應用領域,將電子特氣細分為刻蝕用氣體、CVD 用氣體、稀釋氣體、摻雜用氣體、外延用氣體、離子注入用氣體、發光二極管用氣體等。
表2. 電子特氣在不同領域的應用
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