半導(dǎo)體制造材料(3)-電子特氣

半導(dǎo)體工業(yè)用的氣體統(tǒng)稱電子氣體。按其門類可分為純氣，高純氣和半導(dǎo)體特殊材料氣體三大類。電子氣體是發(fā)展集成電路、光電子、微電子，特別是超大規(guī)模集成電路、液晶顯示器件、半導(dǎo)體發(fā)光器件和半導(dǎo)體材料制造過程中不可缺少的基礎(chǔ)性支撐源材料，它被稱為電子工業(yè)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(gè)分支，相較于傳統(tǒng)工業(yè)氣體，純度更高，其中一些具有特殊用途。電子特氣廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、微電子和相關(guān)的太陽(yáng)能電池等高科技產(chǎn)業(yè)，或用于薄膜沉積、刻蝕、摻雜、鈍化、清洗，或用作載氣、保護(hù)氣氛等等。電子特氣是集成電路、顯示面板、太陽(yáng)能電池等行業(yè)不可或缺的支撐性材料。

一、電子特氣生產(chǎn)過程：

特種氣體的主要生產(chǎn)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(cè)。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(xué)反應(yīng)得到氣體粗產(chǎn)品。氣體純化是通過精餾、吸附等方式將粗產(chǎn)品精制成更高純度的產(chǎn)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(jù)載氣性質(zhì)及需求的不同，對(duì)氣瓶?jī)?nèi)部、內(nèi)壁表面及外觀進(jìn)行處理的過程，以保證氣體存儲(chǔ)、運(yùn)輸過程中產(chǎn)品的穩(wěn)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(cè)即為對(duì)氣體的成分進(jìn)行分析、檢測(cè)的過程。

二、電子特氣分類：

根據(jù)制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，工業(yè)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(chǎn)銷量大、對(duì)純度要求低，主要用于化工能源、金屬冶煉、機(jī)械制造等；特種氣體可分為高純氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣體和電子特種氣體。電子特氣的下游應(yīng)用包括集成電路IC、顯示面板(LCD、OLED)、光伏、LED等。

圖1.工業(yè)氣體的分類及應(yīng)用

集成電路制造需經(jīng)過硅片制造、氧化、光刻、氣相沉積、蝕刻、離子注入等工藝環(huán)節(jié)，這個(gè)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(yīng)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(huán)節(jié)均會(huì)用到多種特種氣體。

表1. 電子特氣在不同領(lǐng)域的應(yīng)用

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，將電子特氣細(xì)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(fā)光二極管用氣體等。

表2. 電子特氣在不同領(lǐng)域的應(yīng)用

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