氩、氮、氧、氢等工业气体如何用于半导体制造？

半导体行业是一种全球性的庞大产业，每年都在持续增长，这就意味着

对高纯度气体的需求也将随之增长。

在半导体制造过程中，高纯度气体供应的可靠性至关重要，尤其对于智

能手机和自动驾驶汽车等先进技术的发展来说。

集成电路的生产过程非常复杂，需要使用30多种不同的气体。因此，使

用的气体范围广泛，可以说是各行各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。由于制造过程的复杂性，每个阶段都需要精确和

准确的气体使用，以正确配置半导体。

随着半导体行业的迅猛发展，所采用的工业气体也不断进步。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。

在半导体制造过程中，氮气是一个必不可少的核心气体，这主要是因为

它具备可靠的可靠性和惰性特性。尽管在各个步骤中都有使用，但氮气

的主要用途还是在吹扫阶段。在这个阶段，使用氮气来清洗每个通道和

管道网络，以排除机器和工具中的任何氧气，确保它们不受其他气体可

能引起的污染的影响。

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。

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。

在进行半导体制造时，必须使用纯度极高的氧气，以确保制程和器件的

生产质量和性能不受任何杂质的影响。

在腐蚀刻蚀时，氧气也被用于清除产生的任何多余废料材料。还可以将

任何蚀刻图案永久保存下来。

最终，氧气还能够帮助中和反应性气体，从而可能改变产品的质量，这

是通过氧化反应实现的。因此，就像氮气一样，氧气也有助于防止任何

污染的发生。

氩气主要被用于半导体芯片制造中紫外光刻激光器的沉积和蚀刻过程，以

便创造出最微小的图案。

在生产硅晶片的过程中，我们使用氩气来保护硅晶体在高温生长过程中不

与氧和氮发生任何可能的反应，以确保所需晶片的制造。

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。

出于不断增长的需求，半导体制造过程中预计会出现对氢的增加使用。尤

其是在光刻过程中，氢气被用来与化学锡发生反应，生成氢化锡。需要氢

化锡，以免它积聚在昂贵的光学元件上。

该技术可以在硅和硅锗的外延沉积过程中使用，也可以用于通过退火工艺

来制备材料表面。

使用氢气来生成新的氧化层，以改变已有的薄膜。这一过程发生在高温高

压环境下，因此对流速度、温度和压力的控制至关重要。

此外，氢气也被用于掺杂阶段以协助控制分解过程，这是因为用于该过程

的气体具有强烈的毒性。有这么多的东西，以至于要将它们保存在能防止

泄漏的设备中。

乙硼烷是在掺杂过程中使用的一种化学物质，但由于其热不稳定性，会逐

渐发生分解，因此需要氢气来稳定它的性质。

半导体广泛应用于日常设备，例如计算机、智能手机、电视等，同时也被

用于医疗设备、军事系统以及其他许多先进技术应用。

它们是我们日常生活中必不可少的一部分，我们或许没有察觉到它们的存

在，因为它们存在于我们每天使用的设备之中。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、交通和娱乐等方面来看，这些只是半导体为我们所做的一小部分

贡献。科技和创新将成为未来的动力，让我们能够实现前所未有的事情。