今日访谈电子气体是市场规模

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电子气体是市场规模仅次于衬底材料的第二大半导体制造用材料，占芯片制造材料成本的20%左右，包括大宗电子气体、离子注入气体、薄膜沉积气体[包括化学气相沉积（ChemicalVaporDeposition，CVD）、原子层沉积（AtomicLayerDeposition，ALD）气体和前驱体]、刻蚀清洗气体、激光气体等，产品品种繁多，在半导体制造中被广泛应用于薄膜、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等涉及晶圆制造的主要工艺环节。其产品品质直接关系到器件的性能和产品成品率。通常，电子气体的杂质含量要求控制在10-6~10-9数量级，对其中的有害杂质更是有严格的规定。电子气体是影响芯片制造和器件性能的核心材料。

大宗电子气体
大宗电子气体包括氮气（N2）、氢气（H2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O2）、二氧化碳（CO2）等。其中，氮气（N2）主要供给气动设备作为气源或供给吹净、稀释、惰性气体环境及化学品输送装置作为压力来源；氢气（H2）供给炉管设备并燃烧造成湿氧环境及作为相关还原反应的还原剂；氩气（Ar）供给溅工艺作为离子溅热传导介质、进行腔体稀释及营造惰性气体环境；氦气（He）用作化学品输送压力介质及晶圆冷却，以及高真空、高密封设备的检漏；氧气（O2）供给刻蚀、CVD工艺和炉管设备作为氧化剂及用来产生O3等。

离子注入气体
离子注入气体顾思义是离子注入工艺用气体。通过离子注入形成掺杂是半导体器件制作的基础。通常，掺杂工艺包括掺磷、掺硼、掺砷。采用的气体主要是磷烷（PH3）、氟化硼（BF3）和砷烷（AsH3）。该类气体均是剧气体，必须采用安全的负压包装技术，即离子注入安全气体源（SafeDeliverySource，SDS），通过特殊工艺从根本上消除高危气体漏的可能性。此外，四氟化硅（SiF4）、四氟化锗（GeF4）用于掺杂工艺前的预非晶化处理，作为掺杂工艺的辅助气体。

薄膜沉积气体
薄膜沉积气体主要包括CVDALD气体和前驱体，借助CVD或ALD工艺在基体表面上发生化学反应，生成固态薄膜材料。依据成膜种类的不同使用不同的CVD气体和前驱体。


半导体制造常用CVD气体


先进半导体制造常用前驱体

刻蚀清洗气体
刻蚀就是把基片上光刻胶掩蔽的表面，如二氧化硅膜、金属膜等刻蚀掉，使有光刻胶掩蔽的区域保存下来，在基片表面上形成所需要的成像图形。干法刻蚀由于刻蚀方向性强、工艺控制精确、方便、脱胶现象、基片损伤和玷污，在集成电路工艺中的应用日益广泛。干法刻蚀所用气体称刻蚀气体。刻蚀气体的另一种用途就是用来清洗CVD腔室，清除生长在腔壁上的沉积物。


半导体制造常用刻蚀清洗气体

激光气体
激光气体用于光刻机激光光源，是以氟（F2）、氩（Ar）、氪（Kr）、氖（Ne）、氙（Xe）、氦（He）等为主的混合气体。半导体制造行业除了对激光气体的安全性有很高的要求外，对激光气体的纯度、浓度比例的精确度要求极高。激光气体的使用量较小，但重要性很大。

激光气体



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