在晶體的生長與襯底的制備、氧化工藝、外延工藝中以及化學(xué)氣相淀積(CVD)技術(shù)中,均要用到氫氣。半導(dǎo)體工業(yè)對氣體純度要求極高。純氫和高純氫是電子工業(yè)用氫的普遍標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)博進(jìn)化科技有限公司開發(fā)甲醇裂解制氫,經(jīng)PSA提純,所產(chǎn)氫氣完全可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。 |
(1)晶硅的制備需要用到氫,當(dāng)硅用氯化氫生成三氯氫硅SiHCl3后,經(jīng)過分餾工藝分離出來,在高溫下用氫還原,達(dá)到半導(dǎo)體需求的純度,反應(yīng)過程為: |
SiHCl3 + H2 →Si + 3HCl |
當(dāng)用于氫氧合成氧化,常壓下將高純氫與高純氧通人石英管內(nèi),使之在一定的溫度下燃燒,生成純度很高的水,水汽與硅反應(yīng)生成高質(zhì)量的SiO2膜。在外延工藝中,用于硅氣相外延四氯化硅或三氯氫硅在加熱的硅襯底表面與氫發(fā)生反應(yīng),還原出硅沉積到硅襯底上,生成外延層的過程為: |
SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl |
SiHCl3 + H2 → Si + 3HCl |
上述過程對氫的純度要求很高。氫氣中含有的微量一氧化碳和二氧化碳雜質(zhì)會使襯底氧化,生成多晶硅。如果含有甲烷,則會生成碳化硅進(jìn)人外延層,引起缺陷。過去硅外延時,要求含氧量小于1×10-6,露點低于-70℃,現(xiàn)在要求更苛刻,在砷化鎵液相外延時,當(dāng)氫氣中含氧量降到0.03×10-6,露點低于-90℃時,器件壽命可達(dá)104小時以上。 |
(2)電真空材料和器件如鎢和鉬的生產(chǎn)過程中,用氫氣還原氧化物粉末,再加工制成線材和帶材,若其中所用的氫氣的純度越高,水含量越低,還原溫度越低,所得鎢、鉬粉末就越細(xì)。對氫閘管、離子管、激光管等各種充氣電子管的填充氣體純度要求更高,顯像管制造中所使用的氫氣純度大于99.99%。 |
(3)在制造非晶硅疊層薄膜、石英玻璃纖維中,也需要用到純度很高的氫氣。 |