電子氣體在半導(dǎo)體制造中的核心作用  

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電子氣體(又稱電子特種氣體或電子特種氣體)是半導(dǎo)體、顯示面板、光伏等電子行業(yè)不可或缺的重

要基礎(chǔ)材料。其高純度和化學(xué)穩(wěn)定性直接決定了最終電子元器件的性能和可靠性。其主要應(yīng)用領(lǐng)域

和具體用途如下:

半導(dǎo)體制造(核心應(yīng)用領(lǐng)域，約占全球電子氣體市場的65%)：

蝕刻工藝：使用氟碳類氣體(如四氟化碳) 、三氟化氮 ）、鹵素氣體(如氯氣)、溴化氫 ）等等，通過

等離子體刺激形成活性基團，精確地去除晶圓表面的特定材料，形成精細的電路圖案。

薄膜沉積工藝：化學(xué)氣相沉積物理氣相沉積在這個過程中，氣體被用作來源或載氣。例如：硅烷、

氨氣用于沉積二氧化硅或氮化硅絕緣層；六氟化鎢等待沉積金屬互連層的使用。

混合工藝：磷烷的使用、砷烷、硼烷通過擴散或離子注射技術(shù)，等待氣體可以準(zhǔn)確地改變半導(dǎo)體特

定區(qū)域的電學(xué)性能(例如導(dǎo)電類型、電阻率)。

室內(nèi)清潔：使用三氟化氮、六氟化硫等待氣體產(chǎn)生等離子體，有效清除沉積設(shè)備對室內(nèi)殘留物的反

應(yīng)，保持設(shè)備清潔，保證下一批生產(chǎn)的良率。

顯示板制造(在重要應(yīng)用領(lǐng)域，中國市場占比尤為顯著)：

薄膜沉積：用于在玻璃基板上沉積功能薄膜層。硅烷、氨氣這是二氧化硅或氮化硅薄膜沉積的關(guān)鍵

氣體。

電極蝕刻及清洗：氟化氫、氯氣等待蝕刻形成顯示面板所需的電極圖案；三氟化氮用于清潔沉積腔

內(nèi)的反應(yīng)殘留物。

保護氣氛：高純氮在制造過程中、氬氣廣泛應(yīng)用于高溫或特定工藝環(huán)境下的氣體保護，防止基板和

敏感材料氧化。

太陽能電池產(chǎn)業(yè)(制造太陽能電池)：
P-N結(jié)擴散：在晶體硅太陽能電池中，三氯氧磷與氧氣結(jié)合，在高溫下擴散，在硅片表面形成PN結(jié)。
薄膜沉積：在生產(chǎn)非晶硅或微晶硅薄膜太陽能電池時，硅烷這是沉積硅層的核心原料氣體。

表面鈍化：使用氨氣在硅片表面沉積氮化硅層，有效減少表面復(fù)合，提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效

率。

邊蝕刻：四氟化碳等離子體用于等離子蝕刻，去除因太陽能電池邊緣擴散而形成的不導(dǎo)電層或結(jié)區(qū)

雜散通道。

光纖通信：

纖維預(yù)制棒沉積：四氯化硅與氧氣通過化學(xué)氣相沉積或改善化學(xué)氣相沉積技術(shù)，在石英管的內(nèi)層或基

棒上沉積高純度的玻璃芯層和包層，最終拉成光纖。

混合和折射調(diào)節(jié)：六氟化硫等氟化物用于混合光纖包層，降低其折射率，實現(xiàn)光在纖芯中的全反射傳

輸；氯氣也可用于雜質(zhì)蝕刻過程。

激光器制造：氦氣的特定比例、氖氣介質(zhì)氣體(如He-Ne激光)用于制造氣體激光器。
其它電子設(shè)備及新興領(lǐng)域：

電子封裝與測試：高純氮氣、氦氣用來保護氣氛，防止芯片封裝過程中氧化；氦是檢測高精度密封泄

漏的關(guān)鍵氣體。

新技術(shù)驅(qū)動：

量子計算：需要超低溫液氦(通過氦氣壓縮液化獲得)來冷卻量子比特，并保持相關(guān)狀態(tài)。

柔性電子/生物電子：用于在柔性基底或生物植入體表面沉積特殊功能膜，開發(fā)新型特種氣體(如導(dǎo)

電、絕緣或生物相容膜)。

5G通信和汽車電子:高速高頻通信芯片和汽車電子(尤其是電動汽車和自動駕駛)對半導(dǎo)體器件的需

求激增，增加了高可靠性電子氣體的消耗。

關(guān)鍵要求和趨勢：

電子需要達到極高的純度標(biāo)準(zhǔn)，通常需要 99.999% (5N) 甚至 99.9999999% (9N) 超高純度。半導(dǎo)

體器件缺陷可能導(dǎo)致任何微量雜質(zhì)(如金屬離子含量低至ppb甚至ppt級)，導(dǎo)致良率大幅下降。目前，

技術(shù)發(fā)展集中在克服更高純度控制、更準(zhǔn)確的氣體混合技術(shù)和更穩(wěn)定的氣體運輸和儲存(如特殊的

氣瓶處理技術(shù))。

未來，隨著半導(dǎo)體先進技術(shù)向3nm發(fā)展，2nm及以下發(fā)展，Micro-隨著發(fā)光二極管顯示技術(shù)的成熟

和鈣、鈦、礦、太陽能電池等新技術(shù)的興起，電子氣體行業(yè)將繼續(xù)向更高純度、更定制的混合氣體

解決方案和更環(huán)保、更低能耗的綠色制備技術(shù)發(fā)展。中國企業(yè)的技術(shù)能力和市場份額也在快速增長

(例如，三氟化氮產(chǎn)能在中國船舶第718研究所處于世界領(lǐng)先地位)，加快了國內(nèi)替代，改變了國際巨

頭的壟斷格局。

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