半導體製造中超高純度氣（qì）體科普

超高純度氣體在整個半導體供應鏈中必不可少。事實上，對於一（yī）個典型的晶圓廠來說，高純度氣體是僅次於矽本身（shēn）的最大材料支出。在全（quán）球芯片短（duǎn）缺之後，該行業（yè）的擴張速度比以往任何時候都快——對高純（chún）度氣體的需求也在增加。

半導體製造中最常用的（de）大宗氣體是氮氣（qì）、氦（hài）氣、氫氣和氬氣。

氮氣占我們大氣層的 78%，含量極其豐富。它也恰好是化學惰性的（de）和不導電的。因此，氮氣（qì）作為一種具有成本效（xiào）益的惰性氣（qì）體已進入多個行業領域。

半導體行業是（shì）氮氣的主要消費者。一個現代化的半導體製造廠預計每小時要使用多達 50,000 立方米的氮氣。在半導體製造中，氮氣（qì）起著通用惰（duò）性和吹掃氣體的作用，保護敏感的矽晶片免受空氣中的（de）活性氧（yǎng）和水分的（de）影響。

氦氣是一種惰（duò）性氣體。這意味著，與（yǔ）氮氣一樣，氦氣具有化學惰性——但它還具有高導熱性的額外優勢。這（zhè）在半（bàn）導體製造中（zhōng）特別有用，使其能夠有效地將熱量從高能過程中傳導出去，並有助於保護它們免受熱損傷和不需（xū）要的化學反應。

氫（qīng）在（zài）整個電子製造過程中（zhōng）被廣泛使用，半導體生產也不例外。特別（bié）是，氫氣用於：

退火：矽晶片通常被加熱到高溫並緩慢冷卻，以修複（退火）晶體結構。氫氣用於將（jiāng）熱量均勻地傳遞到晶圓，並協助重建晶體結構。

外延（yán）：超高純氫在矽、鍺等（děng）半導體材料的外延沉積中用作還（hái）原劑。

沉積：氫可以摻入矽薄膜中，使其原子結構更加無序，有助於提高電（diàn）阻率。

等離子清洗：氫等離（lí）子在去除 UV 光刻中使用的光源中的錫汙染方麵特別有效。

氬氣（qì）

氬氣（qì）是另一種惰性氣體，因此它與氮（dàn）氣和氦氣一樣表現出低反應性。然而，氬的低電離能使其在半導體應用中得到（dào）使用。由於氬氣相對容（róng）易電離，因此它（tā）通常用作半導體製（zhì）造中蝕刻和沉（chén）積反應的主要等離（lí）子氣體。除此之外，氬還（hái）用於紫外光刻的準分子激（jī）光器（qì）中。

為什麽純度很重要

通常，半導體技術（shù）的（de）進步是通過尺寸縮放實現的，新（xīn）一代半導（dǎo）體技（jì）術的特征是更（gèng）小（xiǎo）的特征尺寸。這會產生多（duō）種好處：在給（gěi）定體積中裝入更多晶體管、改（gǎi）善電流、降低功耗和加快開關速度。

然而，隨著臨界尺寸的下降，半導體器件變得越來越（yuè）精密。在單個原子的位（wèi）置很重要的世界中，容錯閾值非常嚴格。因此，現代半導體工藝（yì）要求工藝氣體具有盡可能高的純度。