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工业气体在半导体中的应用

今天浙江工业气体生产厂家诸暨市南光燃气有限公司为大家分析下工业气体在半导体制造中的应用

一、工业气体的核心作用

1. 氮气
   • 作为惰性气体，用于硅片加工时的氧化防护及CVD工艺中的载气，纯度需达99.999%以上。
   • 在化学机械抛光和清洗环节中，可有效去除表面微粒。
2. 氢气
   • 凭借强还原性，用于外延生长、氧化层还原及等离子清洗，纯度要求≥99.999%。
   • 在退火工艺中优化半导体材料的导电性。
3. 氩气
   • 作为溅射、刻蚀工艺的保护气，保障加工环境的化学稳定性。
   • 在硅晶片高温生长中防止杂质反应，确保晶片纯度。

二、特种气体及混合气体的关键应用

1. 硅烷与笑气

   • 硅烷用于化学气相沉积生成多晶硅层，笑气则应用于氧化硅薄膜的制备。
   • 中宁硅业等企业已实现高纯硅烷（纯度≥99.9999%）的规模化生产，并进入台积电等头部企业供应链。
2. 外延生长混合气体
   • 二氯二氢硅、四氯化硅等用于硅外延沉积，控制晶格结构以提升器件性能。
   • 结合氮气、氢气等稀释气体，调节反应速率及薄膜均匀性。
3. 掺杂气体
   • 磷烷、砷烷用于半导体材料的导电性调控，通过扩散炉注入晶片内部形成P/N型区域。
   • 乙硼烷在离子注入工艺中实现精准掺杂浓度。

三、气体纯化与创新技术突破

1. 超临界二氧化碳清洗技术

   • 利用CO在超临界状态的高渗透性，清除集成电路沟槽内的纳米级微粒，提升良率。
   • 回收纯化设备可将工业排放CO提纯至99.999%，满足半导体洁净车间需求。
2. 超高纯度气体标准
   • 氦气用于芯片冷却系统，氖气在紫外光刻工艺中实现微米级图案刻蚀。
   • TriClean炼钢技术增强气体传输系统的抗腐蚀性能，降低特种气体传输损耗。