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為什麽有些半導體器件的生產工序要在真空中進行?

發布時間:2020-07-10   點擊次數:122次

半導體器件的生產,除需要超淨的環境外,有些工序還必須在真空中進行。

在向日葵视频色板app生活的大氣環境中,充滿了大量的氮氣、氧氣和其他各種氣體分子,這些氣體分子時時刻刻都在運動著。當這些氣體分子運動到物體的表麵時,就會有一部分黏附在該物體的表麵。這在日常生活中,不會產生多大的影響。
  但在對周圍環境要求極高的半導體器件的生產工序中,這些細微的變化就會給生產帶來各種麻煩。

每一半導體器件都包含著許多層各種各樣的材料,如果在這些不同的材料層之間混入氣體分子,就會破壞器件的電學或光學性能。比如,當希望在晶體層上再生長一層晶體時(稱為外延),底層晶體表麵吸附的氣體分子,會阻礙上麵的原子按照晶格結構進行有序排列,結果在外延層中引入大量缺陷,嚴重時,甚至長不出晶體,而隻能得到原子排列雜亂無章的多晶或非晶體。

 

在一個大氣壓下,晶體表麵的每一點上,每秒鍾內都將受到幾億個氣體分子的撞擊,所以,要得到幹淨的晶體表麵,通常要使氣體分子的密度降低到大氣密度的幾億分之一才行,即需要獲得一個真空環境。為此,人們製造了大大小小的密封容器,並發明了各種各樣的真空泵,將空氣從這些密封容器中抽出,使其內部成為真空環境。
  很多半導體器件,如光碟機(CD、VCD和DVD)和光纖通信中用的半導體激光器,雷達或衛星通信設備中的微波集成電路,甚至許多普通的微電子集成電路,都有相當部分的製作工序是在真空容器中進行的。真空程度越高,製作出來的半導體器件的性能也就越好。現在,很多高性能的半導體器件都是在超高真空環境中製作出來的。
  要獲得所謂超高真空,就是其中的氣體分子密度隻有大氣中的幾千億分之一至幾百萬億分之一!要獲得超高真空環境,需要非常複雜而昂貴的抽氣係統。

此外,在半導體器件的加工過程中,需要用電子束、離子束和分子束等粒子對材料進行照射和轟擊。在大氣中,氣體分子會和這些粒子發生碰撞,大大縮短它們的行進路程,結果導致絕大多數粒子到達不了材料表麵。
  把這些加工過程放在真空環境中進行,就可避免這個問題。

 

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