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無錫市電子行業(yè)廠家_無錫氬氣配送小編介紹特種氣體在電子行業(yè)中應(yīng)用。 特種氣體在電子行業(yè)中應(yīng)用介紹
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- 含量≥： 9999
- 廠家(產(chǎn)地)： 無錫
- 產(chǎn)品等級： 工業(yè)級
- 執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 國標(biāo)
- CAS： iso9001
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特種氣體在電子行業(yè)中應(yīng)用介紹：微電子從20世紀(jì)40年代末的只晶體管(鍺合金管) 問世, 至50年代中期出現(xiàn)了硅平面工藝,此工藝不僅成為硅晶體管的基本制造工藝, 也使得將多個分立晶體管制造在同一硅片上的集成電路成為可能, 隨著制造工藝水平的不斷成熟, 使微電子從單只晶體管發(fā)展到今天的超大規(guī)模集成電路。無錫工業(yè)氣體配送
本征半導(dǎo)體是化學(xué)成分純凈( 99199999% )的半導(dǎo)體單晶體, 須在單晶爐中提煉得到。在本征半導(dǎo)體中人為摻入某些微量元素作為雜質(zhì), 稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。在提煉單晶的過程中一起完成。摻雜是為了顯著改變半導(dǎo)體中的自由電子濃度或空穴濃度, 以明顯提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。
電子行業(yè)常用的特氣超過三十余種, 按危險性質(zhì)可分為不燃氣體、可燃氣體、氧化性氣體、腐蝕性氣體、毒性氣體等。按照物理形態(tài)可分為壓縮氣體、液化氣體和低溫氣體。
一、集成電路制造
1.1集成電路芯片制程
微芯片制造涉及硅片制備、硅片制造、硅片測試/揀選、裝配與封裝、最終測試等五個大的制造階段。這五個階段是獨立的, 在半導(dǎo)體公司內(nèi)均具有大型基礎(chǔ)設(shè)施, 并且有提供化學(xué)材料和設(shè)備的工業(yè)支撐網(wǎng)。僅在獨立階段運營的公司(像僅制造芯片的芯片公司) , 必須滿足業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)以確保最終微芯片滿足性能目標(biāo)。
1.2 化學(xué)氣相沉積和氣體應(yīng)用
化學(xué)氣相沉積(CVD) 是通過氣體混合的化學(xué)反應(yīng), 在硅片表面沉積一層固體膜的工藝。硅片表面及其鄰近的區(qū)域被加熱來向反應(yīng)系統(tǒng)提供所需的能量?；瘜W(xué)氣相沉積膜中所有的物質(zhì)都源于外部源。原子或分子會沉積在硅片表面形成薄膜。
化學(xué)氣相沉積通常包括氣體傳輸至沉積區(qū)域、膜先驅(qū)物的形成、膜先驅(qū)物附著在硅片表面、膜先驅(qū)物粘附、膜先驅(qū)物擴散、表面反應(yīng)、副產(chǎn)物從表面移除、副產(chǎn)物從反應(yīng)腔移除等八個主要步驟?；瘜W(xué)氣相沉積常用的氣體包括: SiH4、DCS、TCS、SiCl4、TEOS、NH3、N2O、WF6、H2、O2 等。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)通常有:
SiH4 + O2 → SiO2 + H2
SiH4 → Si + H2
SiH4 + NH3 → Si3N4 + H2
SiH4 + N2O → SiO2 + N2 + H2
TEOS + O3 →SiO2 + H2O + CO2
DCS + NH3 → Si3N4 + HCl + H2
1.3 刻蝕和氣體應(yīng)用
刻蝕是采用化學(xué)和物理方法, 有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程。刻蝕的目的是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩膜圖形?？涛g分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕是利用液態(tài)化學(xué)試劑或溶液通過化學(xué)反應(yīng)進行刻蝕。干法刻蝕利用低壓放電產(chǎn)生的等離子體中的離子或游離基與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 或通過轟擊等物理作用而達到刻蝕的目的。
其主要介質(zhì)是氣體。干法刻蝕的優(yōu)點是各向異性(即垂直方向刻蝕速率遠大于橫向速率) 明顯、特征尺寸控制良好、化學(xué)品使用和處理費用低、蝕刻速率高、均勻性好、良率高等。常用的干法刻蝕是等離子體刻蝕。
硅片的刻蝕氣體主要是氟基氣體, 包括CF4、CF4 /O2、SF6、C2 F6 /O2、NF3 等。但由于其各向同性, 選擇性較差, 因此改進后的刻蝕氣體通常包括氯基(Cl2 ) 和溴基(Br2、HBr) 氣體。反應(yīng)后的生成物包括SiF4、SiCl4 和SiBr4。鋁和金屬復(fù)合層的刻蝕通常采用氯基氣體, 如CCl4、Cl2、BCl3 等。
產(chǎn)物主要包括AlCl3 等。
1.4 摻雜和氣體應(yīng)用
摻雜是將需要的雜質(zhì)摻入特定的半導(dǎo)體區(qū)域中, 以改變半導(dǎo)體電學(xué)性質(zhì), 形成pn 結(jié)、電阻、歐姆接觸等。p型半導(dǎo)體是在硅(鍺) 單晶中摻入少量三價元素硼(或鋁、銦、鎵等) , 則三價元素原子在晶格中缺少一個價電子, 從而造成一個空位。空位很容易俘獲鄰近四價原子的價電子, 即在鄰近產(chǎn)生一個空穴, 空穴可以參與導(dǎo)電?？瘴环@電子后, 使雜質(zhì)原子成為負離子。負離子束縛于晶格中, 不參與導(dǎo)電。摻雜后p型半導(dǎo)體中的空穴濃度等于摻雜濃度。在p型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子, 自由電子是少數(shù)載流子。n 型半導(dǎo)體是在硅(鍺) 單晶中摻入少量五價元素磷(或、銻等) ,則五價元素原子在晶格中多余一個價電子。多余價電子容易成為自由電子, 可以參與導(dǎo)電。提供自由電子后的五價雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子。
正離子束縛于晶格中, 不參與導(dǎo)電。摻雜后n型半導(dǎo)體中的自由電子濃度等于摻雜濃度。在n型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子, 空穴是少數(shù)載流子。
摻雜工藝有擴散和離子注入等。擴散是在合適的溫度和濃度梯度下, 用III、V 族元素占據(jù)硅原子位置。離子注入是將具有很高能量的雜質(zhì)離子射入半導(dǎo)體襯底中。常用的三價摻雜氣體有B2H6、BBr3、BF3 等, 常用的五價摻雜氣體有PH3、POCl3、AsH3、SbCl5 等。
二、太陽能電池
1、太陽能電池的應(yīng)用
1839年法國科學(xué)家E Becquerel發(fā)現(xiàn)液體的(簡稱光伏效應(yīng)) 。1954年, 美國貝爾實驗室研制出單晶硅太陽能電池。太陽能電池的原理是基于半導(dǎo)體的光伏效應(yīng), 將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換成電能。在pn結(jié)的內(nèi)建電場作用下, n區(qū)的空穴向p區(qū)運動, 而p區(qū)的電子向n區(qū)運動, 最后造成在太陽能電池受光面(上表面) 有大量負電荷(電子) 積累, 而在電池背光面(下表面) 有大量正電荷(空穴) 積累。如在電池上、下表面做上金屬電極, 并用導(dǎo)線接上負載, 在負載上就有電流通過。只要太陽光照不斷, 負載上就一直有電流通過。太陽能電池的應(yīng)用首先是在太空領(lǐng)域。1958年, 美國首顆以太陽能電池作為信號系統(tǒng)電源的衛(wèi)星先鋒一號發(fā)射上天。隨后, 太陽能電池在照明、信號燈、汽車、電站等領(lǐng)域被廣泛采用。特別是與低溫與特氣LED技術(shù)的結(jié)合, 給太陽能電池的普及帶來了巨大潛力。
2、晶體硅太陽能電池生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用
商業(yè)化生產(chǎn)的晶體硅太陽能電池通常采用多晶硅材料。硅片經(jīng)過腐蝕制絨, 再置于擴散爐石英管內(nèi), 用POCl3 擴散磷原子, 以在p型硅片上形成深度約015μm 左右的n 型導(dǎo)電區(qū), 在界面形成pn結(jié)。隨后進行等離子刻蝕刻邊, 去除磷硅玻璃。接著在受光面上通過PECVD制作減反射膜, 并通過絲網(wǎng)印刷燒結(jié)工藝制作上下電極。
晶體硅電池片生產(chǎn)中的擴散工藝用到POCl3 和O2。減反射層PECVD工藝用到SiH4、NH3 , 刻蝕工藝用到CF4。其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分別為:
POCl3 +O2 → P2O5 +Cl2
P2O5 + Si → SiO2 + P
SiH4 + NH3 → SiNx:H +H2
CF4 + O2 + Si → SiF4 + CO2
3、薄膜太陽能電池生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用
商業(yè)化生產(chǎn)的薄膜太陽能電池分為非晶硅( a2Si) 薄膜和非晶/微晶硅( a2Si /μc2Si) 疊層薄膜。后者對太陽光的吸收利用更充分。其生產(chǎn)工藝是在玻璃基板上制造透明導(dǎo)電膜( TCO) 。一般通過濺射或LPCVD的方法。然后再通過PECVD方法沉積p型、i型和n型薄膜。最后用濺射做背電極。
非晶硅太陽能電池在LPCVD沉積TCO工序用到DEZn、B2H6 ; 非晶/微晶硅沉積工序用到SiH4、PH3 /H2、TMB /H2、CH4、NF3 等。其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分別為：
Zn (C2H5 ) 2 + H2O → C2H6 + ZnO
SiH4 + CH4 → a2SiC: H + H2
SiH4 → a2Si: H + H2
三、化合物半導(dǎo)體
1、化合物半導(dǎo)體的應(yīng)用
化合物半導(dǎo)體通常由III、V族元素的化合物反應(yīng)形成的化合物, 具備半導(dǎo)體的性質(zhì), 包括GaAs、InP、GaN、AlGaAs等。化合物半導(dǎo)體的主要用途包括光電(發(fā)光二極管LED) 、微電子(無線通信、光纖通信、移動通信、GPS導(dǎo)航) 、軍事領(lǐng)域(異質(zhì)結(jié)雙極晶體管HBT、高電子遷移率晶體管HEMT) 、醫(yī)療領(lǐng)域(UV) 等。
成都特種氣體
2、MOCVD /LED生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用
金屬有機物化學(xué)氣相沉積(MOCVD) 是1968年由美國洛克威爾公司提出的制備化合物半導(dǎo)體單晶薄膜的技術(shù)。發(fā)光二極管(LED) 是由III、V族化合物, 如GaAs (化鎵) 、GaP (磷化鎵) 、GaAsP (磷化鎵) 等半導(dǎo)體制成的, 其核心是pn結(jié)。因此它具有一般pn 結(jié)的特性, 即正向?qū)? 反向截止、擊穿特性。此外, 在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下, 電子由n區(qū)注入p區(qū), 空穴由p區(qū)注入n區(qū)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子一部分與多數(shù)載流子復(fù)合而發(fā)光。
LED的制造工藝是MOCVD外延片制作;然后對LED pn 結(jié)的兩個電極進行加工, 包括清洗、蒸鍍、光刻、蝕刻、熔合、研磨; 最后進行劃 片、測試和分選, 就可以得到所需的LED 芯片。
MOCVD工藝用到AsH3、PH3、NH3、N2、H2 等氣體。
四、液晶顯示器
1、TFT/LCD的應(yīng)用
TFT (薄膜晶體管) / LCD (液晶顯示器) 的每個像素點都是由集成在自身上的TFT來控制，是有源像素點。因此, 其具有體積小、重量輕、低輻射、低耗電量、全彩化、速度快、對比度和亮度高、屏幕觀察角度大、分辨率高等優(yōu)點, 是目前主流的平面顯示設(shè)備。
2、TFT/LCD生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用
TFT/LCD的生產(chǎn)包括TFT陣列(包括薄膜、光刻、刻蝕) 、彩色濾光片(包括黑矩陣膜、紅綠藍膜、透明導(dǎo)電層) 、面板、模組等工序。薄膜工序, 通過化學(xué)氣相沉積, 在玻璃基板上沉積SiO2、SiNx、a2Si、n 型a2Si薄膜。使用的特種氣體有SiH4、PH3、NH3、NF3 等。干法刻蝕工序, 在等離子氣態(tài)氛圍中選擇性腐蝕基材。通常采用SF6、HCl、Cl2 等氣體。
五、光纖
光纖是當(dāng)前信息傳輸中無可替代的傳輸介質(zhì)，80%以上信息量通過光纖傳輸。光纖的主要成分是SiO2。從目前制造光纖的工藝來看, 其主要原材料是SiCl4。當(dāng)然根據(jù)光纖的品種不同, 類型不同, 芯層摻雜微量元素的比例和成分也會不同。而芯層摻雜的不同決定著光纖的特性。根據(jù)國際電信聯(lián)盟( ITU) 的相關(guān)規(guī)定, 光纖的種類主要分為多模光纖(G1651光纖, 主要運用于局域網(wǎng)的傳輸) 、單模光纖( G1652 主要運用于城域網(wǎng)、局域網(wǎng)和長途干線的傳輸) 、色散位移單模光纖(G1653) 和截止波長單模光纖(G1654) 、非零色散位移單模光纖(G1655 /G1656, 主要用于長途干線) 。
光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用通信用光纖大多數(shù)是由石英材料組成的。光纖制造過程包括光纖預(yù)制棒制備、光纖拉絲等步驟。
目前, 光纖預(yù)制棒制備最常用的是兩步法: 一是采用氣相沉積工藝, 如外部氣相沉積法(OVD) 、軸向氣相沉積法(VAD) 、改進的化學(xué)氣相沉積法(MCVD) 、等離子化學(xué)氣相沉積法( PCVD) 等,來生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的芯棒(Core2rod) ; 第二步是在氣相沉積工藝獲得芯棒的基礎(chǔ)上加入外包層(Over2cladding) , 制成光纖預(yù)制棒。
本征半導(dǎo)體是化學(xué)成分純凈( 99199999% )的半導(dǎo)體單晶體, 須在單晶爐中提煉得到。在本征半導(dǎo)體中人為摻入某些微量元素作為雜質(zhì), 稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。在提煉單晶的過程中一起完成。摻雜是為了顯著改變半導(dǎo)體中的自由電子濃度或空穴濃度, 以明顯提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。
電子行業(yè)常用的特氣超過三十余種, 按危險性質(zhì)可分為不燃氣體、可燃氣體、氧化性氣體、腐蝕性氣體、毒性氣體等。按照物理形態(tài)可分為壓縮氣體、液化氣體和低溫氣體。
一、集成電路制造
1.1集成電路芯片制程
微芯片制造涉及硅片制備、硅片制造、硅片測試/揀選、裝配與封裝、最終測試等五個大的制造階段。這五個階段是獨立的, 在半導(dǎo)體公司內(nèi)均具有大型基礎(chǔ)設(shè)施, 并且有提供化學(xué)材料和設(shè)備的工業(yè)支撐網(wǎng)。僅在獨立階段運營的公司(像僅制造芯片的芯片公司) , 必須滿足業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)以確保最終微芯片滿足性能目標(biāo)。
1.2 化學(xué)氣相沉積和氣體應(yīng)用
化學(xué)氣相沉積(CVD) 是通過氣體混合的化學(xué)反應(yīng), 在硅片表面沉積一層固體膜的工藝。硅片表面及其鄰近的區(qū)域被加熱來向反應(yīng)系統(tǒng)提供所需的能量?；瘜W(xué)氣相沉積膜中所有的物質(zhì)都源于外部源。原子或分子會沉積在硅片表面形成薄膜。
化學(xué)氣相沉積通常包括氣體傳輸至沉積區(qū)域、膜先驅(qū)物的形成、膜先驅(qū)物附著在硅片表面、膜先驅(qū)物粘附、膜先驅(qū)物擴散、表面反應(yīng)、副產(chǎn)物從表面移除、副產(chǎn)物從反應(yīng)腔移除等八個主要步驟?；瘜W(xué)氣相沉積常用的氣體包括: SiH4、DCS、TCS、SiCl4、TEOS、NH3、N2O、WF6、H2、O2 等。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)通常有:
SiH4 + O2 → SiO2 + H2
SiH4 → Si + H2
SiH4 + NH3 → Si3N4 + H2
SiH4 + N2O → SiO2 + N2 + H2
TEOS + O3 →SiO2 + H2O + CO2
DCS + NH3 → Si3N4 + HCl + H2
1.3 刻蝕和氣體應(yīng)用
刻蝕是采用化學(xué)和物理方法, 有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程。刻蝕的目的是在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩膜圖形?？涛g分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕是利用液態(tài)化學(xué)試劑或溶液通過化學(xué)反應(yīng)進行刻蝕。干法刻蝕利用低壓放電產(chǎn)生的等離子體中的離子或游離基與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 或通過轟擊等物理作用而達到刻蝕的目的。
其主要介質(zhì)是氣體。干法刻蝕的優(yōu)點是各向異性(即垂直方向刻蝕速率遠大于橫向速率) 明顯、特征尺寸控制良好、化學(xué)品使用和處理費用低、蝕刻速率高、均勻性好、良率高等。常用的干法刻蝕是等離子體刻蝕。
硅片的刻蝕氣體主要是氟基氣體, 包括CF4、CF4 /O2、SF6、C2 F6 /O2、NF3 等。但由于其各向同性, 選擇性較差, 因此改進后的刻蝕氣體通常包括氯基(Cl2 ) 和溴基(Br2、HBr) 氣體。反應(yīng)后的生成物包括SiF4、SiCl4 和SiBr4。鋁和金屬復(fù)合層的刻蝕通常采用氯基氣體, 如CCl4、Cl2、BCl3 等。
產(chǎn)物主要包括AlCl3 等。
1.4 摻雜和氣體應(yīng)用
摻雜是將需要的雜質(zhì)摻入特定的半導(dǎo)體區(qū)域中, 以改變半導(dǎo)體電學(xué)性質(zhì), 形成pn 結(jié)、電阻、歐姆接觸等。p型半導(dǎo)體是在硅(鍺) 單晶中摻入少量三價元素硼(或鋁、銦、鎵等) , 則三價元素原子在晶格中缺少一個價電子, 從而造成一個空位。空位很容易俘獲鄰近四價原子的價電子, 即在鄰近產(chǎn)生一個空穴, 空穴可以參與導(dǎo)電?？瘴环@電子后, 使雜質(zhì)原子成為負離子。負離子束縛于晶格中, 不參與導(dǎo)電。摻雜后p型半導(dǎo)體中的空穴濃度等于摻雜濃度。在p型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子, 自由電子是少數(shù)載流子。n 型半導(dǎo)體是在硅(鍺) 單晶中摻入少量五價元素磷(或、銻等) ,則五價元素原子在晶格中多余一個價電子。多余價電子容易成為自由電子, 可以參與導(dǎo)電。提供自由電子后的五價雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子。
正離子束縛于晶格中, 不參與導(dǎo)電。摻雜后n型半導(dǎo)體中的自由電子濃度等于摻雜濃度。在n型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子, 空穴是少數(shù)載流子。
摻雜工藝有擴散和離子注入等。擴散是在合適的溫度和濃度梯度下, 用III、V 族元素占據(jù)硅原子位置。離子注入是將具有很高能量的雜質(zhì)離子射入半導(dǎo)體襯底中。常用的三價摻雜氣體有B2H6、BBr3、BF3 等, 常用的五價摻雜氣體有PH3、POCl3、AsH3、SbCl5 等。
二、太陽能電池
1、太陽能電池的應(yīng)用
1839年法國科學(xué)家E Becquerel發(fā)現(xiàn)液體的(簡稱光伏效應(yīng)) 。1954年, 美國貝爾實驗室研制出單晶硅太陽能電池。太陽能電池的原理是基于半導(dǎo)體的光伏效應(yīng), 將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換成電能。在pn結(jié)的內(nèi)建電場作用下, n區(qū)的空穴向p區(qū)運動, 而p區(qū)的電子向n區(qū)運動, 最后造成在太陽能電池受光面(上表面) 有大量負電荷(電子) 積累, 而在電池背光面(下表面) 有大量正電荷(空穴) 積累。如在電池上、下表面做上金屬電極, 并用導(dǎo)線接上負載, 在負載上就有電流通過。只要太陽光照不斷, 負載上就一直有電流通過。太陽能電池的應(yīng)用首先是在太空領(lǐng)域。1958年, 美國首顆以太陽能電池作為信號系統(tǒng)電源的衛(wèi)星先鋒一號發(fā)射上天。隨后, 太陽能電池在照明、信號燈、汽車、電站等領(lǐng)域被廣泛采用。特別是與低溫與特氣LED技術(shù)的結(jié)合, 給太陽能電池的普及帶來了巨大潛力。
2、晶體硅太陽能電池生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用
商業(yè)化生產(chǎn)的晶體硅太陽能電池通常采用多晶硅材料。硅片經(jīng)過腐蝕制絨, 再置于擴散爐石英管內(nèi), 用POCl3 擴散磷原子, 以在p型硅片上形成深度約015μm 左右的n 型導(dǎo)電區(qū), 在界面形成pn結(jié)。隨后進行等離子刻蝕刻邊, 去除磷硅玻璃。接著在受光面上通過PECVD制作減反射膜, 并通過絲網(wǎng)印刷燒結(jié)工藝制作上下電極。
晶體硅電池片生產(chǎn)中的擴散工藝用到POCl3 和O2。減反射層PECVD工藝用到SiH4、NH3 , 刻蝕工藝用到CF4。其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分別為:
POCl3 +O2 → P2O5 +Cl2
P2O5 + Si → SiO2 + P
SiH4 + NH3 → SiNx:H +H2
CF4 + O2 + Si → SiF4 + CO2
3、薄膜太陽能電池生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用
商業(yè)化生產(chǎn)的薄膜太陽能電池分為非晶硅( a2Si) 薄膜和非晶/微晶硅( a2Si /μc2Si) 疊層薄膜。后者對太陽光的吸收利用更充分。其生產(chǎn)工藝是在玻璃基板上制造透明導(dǎo)電膜( TCO) 。一般通過濺射或LPCVD的方法。然后再通過PECVD方法沉積p型、i型和n型薄膜。最后用濺射做背電極。
非晶硅太陽能電池在LPCVD沉積TCO工序用到DEZn、B2H6 ; 非晶/微晶硅沉積工序用到SiH4、PH3 /H2、TMB /H2、CH4、NF3 等。其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分別為：
Zn (C2H5 ) 2 + H2O → C2H6 + ZnO
SiH4 + CH4 → a2SiC: H + H2
SiH4 → a2Si: H + H2
三、化合物半導(dǎo)體
1、化合物半導(dǎo)體的應(yīng)用
化合物半導(dǎo)體通常由III、V族元素的化合物反應(yīng)形成的化合物, 具備半導(dǎo)體的性質(zhì), 包括GaAs、InP、GaN、AlGaAs等。化合物半導(dǎo)體的主要用途包括光電(發(fā)光二極管LED) 、微電子(無線通信、光纖通信、移動通信、GPS導(dǎo)航) 、軍事領(lǐng)域(異質(zhì)結(jié)雙極晶體管HBT、高電子遷移率晶體管HEMT) 、醫(yī)療領(lǐng)域(UV) 等。
成都特種氣體
2、MOCVD /LED生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用
金屬有機物化學(xué)氣相沉積(MOCVD) 是1968年由美國洛克威爾公司提出的制備化合物半導(dǎo)體單晶薄膜的技術(shù)。發(fā)光二極管(LED) 是由III、V族化合物, 如GaAs (化鎵) 、GaP (磷化鎵) 、GaAsP (磷化鎵) 等半導(dǎo)體制成的, 其核心是pn結(jié)。因此它具有一般pn 結(jié)的特性, 即正向?qū)? 反向截止、擊穿特性。此外, 在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下, 電子由n區(qū)注入p區(qū), 空穴由p區(qū)注入n區(qū)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子一部分與多數(shù)載流子復(fù)合而發(fā)光。
LED的制造工藝是MOCVD外延片制作;然后對LED pn 結(jié)的兩個電極進行加工, 包括清洗、蒸鍍、光刻、蝕刻、熔合、研磨; 最后進行劃 片、測試和分選, 就可以得到所需的LED 芯片。
MOCVD工藝用到AsH3、PH3、NH3、N2、H2 等氣體。
四、液晶顯示器
1、TFT/LCD的應(yīng)用
TFT (薄膜晶體管) / LCD (液晶顯示器) 的每個像素點都是由集成在自身上的TFT來控制，是有源像素點。因此, 其具有體積小、重量輕、低輻射、低耗電量、全彩化、速度快、對比度和亮度高、屏幕觀察角度大、分辨率高等優(yōu)點, 是目前主流的平面顯示設(shè)備。
2、TFT/LCD生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用
TFT/LCD的生產(chǎn)包括TFT陣列(包括薄膜、光刻、刻蝕) 、彩色濾光片(包括黑矩陣膜、紅綠藍膜、透明導(dǎo)電層) 、面板、模組等工序。薄膜工序, 通過化學(xué)氣相沉積, 在玻璃基板上沉積SiO2、SiNx、a2Si、n 型a2Si薄膜。使用的特種氣體有SiH4、PH3、NH3、NF3 等。干法刻蝕工序, 在等離子氣態(tài)氛圍中選擇性腐蝕基材。通常采用SF6、HCl、Cl2 等氣體。
五、光纖
光纖是當(dāng)前信息傳輸中無可替代的傳輸介質(zhì)，80%以上信息量通過光纖傳輸。光纖的主要成分是SiO2。從目前制造光纖的工藝來看, 其主要原材料是SiCl4。當(dāng)然根據(jù)光纖的品種不同, 類型不同, 芯層摻雜微量元素的比例和成分也會不同。而芯層摻雜的不同決定著光纖的特性。根據(jù)國際電信聯(lián)盟( ITU) 的相關(guān)規(guī)定, 光纖的種類主要分為多模光纖(G1651光纖, 主要運用于局域網(wǎng)的傳輸) 、單模光纖( G1652 主要運用于城域網(wǎng)、局域網(wǎng)和長途干線的傳輸) 、色散位移單模光纖(G1653) 和截止波長單模光纖(G1654) 、非零色散位移單模光纖(G1655 /G1656, 主要用于長途干線) 。
光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)工藝和氣體應(yīng)用通信用光纖大多數(shù)是由石英材料組成的。光纖制造過程包括光纖預(yù)制棒制備、光纖拉絲等步驟。
目前, 光纖預(yù)制棒制備最常用的是兩步法: 一是采用氣相沉積工藝, 如外部氣相沉積法(OVD) 、軸向氣相沉積法(VAD) 、改進的化學(xué)氣相沉積法(MCVD) 、等離子化學(xué)氣相沉積法( PCVD) 等,來生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的芯棒(Core2rod) ; 第二步是在氣相沉積工藝獲得芯棒的基礎(chǔ)上加入外包層(Over2cladding) , 制成光纖預(yù)制棒。
化學(xué)氣相沉積的核心反應(yīng)是SiCl4 和GeCl4 在氫、氧火焰環(huán)境下, 水解生成SiO2 和GeO2 粉塵( SOOT) 。其中SiCl4、GeCl4 需要加熱, 用蒸氣或氬氣攜帶的方式送入反應(yīng)室。常用的其它特氣還有CH4、CF4、Cl2、SF6 等。
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