特種氣體在LED中的應(yīng)用

    特種氣體是光電子、微電子等領(lǐng)域，特別是在超大的規(guī)模集成電路、液晶顯示器件、非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體發(fā)光器件和半導(dǎo)體材料制造過(guò)程不可缺少的基硅性支撐源材料。它的純度和潔凈度直接影響到光電子、微電子元器件的質(zhì)量、集成度、特定技術(shù)指標(biāo)和成品率，并且從根本上制約著電路和器件的精確性和準(zhǔn)確性。

    半導(dǎo)體照明是正處于方興未艾的產(chǎn)業(yè)，隨著化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)的擴(kuò)展，特種氣體的需求呈現(xiàn)更大的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，外延生長(zhǎng)需要大量的超純?cè)春瓦^(guò)程氣體。目前臺(tái)灣和日本的化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)上占有率較高，近年來(lái)， 中國(guó)、韓國(guó)的發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，北美、歐洲的占有率也有所增長(zhǎng)。應(yīng)用于半導(dǎo)體技術(shù)中的特種氣體因?yàn)槠浞N類(lèi)繁多品質(zhì)要求嚴(yán)格，生產(chǎn)、充裝、運(yùn)送、儲(chǔ)存都有技術(shù)及安全的要求，再加上經(jīng)濟(jì)規(guī)模等因素，需要多方面的積累才能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，因此目前國(guó)內(nèi)呈現(xiàn)現(xiàn)市場(chǎng)大、供應(yīng)能力小的局面。

    應(yīng)用于LED產(chǎn)業(yè)的特種氣體

    半導(dǎo)體工業(yè)用氣體品種多、質(zhì)量要求高、用量少，大部分是有毒或腐蝕性氣體。品種高達(dá)百余種。半導(dǎo)體工業(yè)特種氣體應(yīng)用分類(lèi)，主要包括：

    1. 硅族氣體：含硅基的硅烷類(lèi)，如硅烷、二氯二氫硅、乙硅烷等

    2. 摻雜氣體：含硼、磷、砷等三族及五族原子之氣體，如三氯化硼、三氟化硼、磷烷、砷烷等。

    3. 蝕刻清洗氣體：以含鹵化物及鹵碳化合物為主，如氯氣、三氟化氮、溴化氫、四氟化碳、六氟乙烷等。

    4. 反應(yīng)氣體：以碳系及氮系氧化物為主，如二氧化碳、氨、氧化亞氮等。

    5. 金屬氣相沉積氣體：含鹵化金屬及有機(jī)烷類(lèi)金屬，如六氟化鎢、三甲基鎵等。

    在LED產(chǎn)業(yè)鏈中，外延技術(shù)、設(shè)備和材料是外延片制造技術(shù)的關(guān)鍵。當(dāng)前MOCVD工藝已成為制造絕大多數(shù)光電子材料的基本技術(shù)。外延技術(shù)需要的超純特種氣體包括高純砷烷、高純磷烷、高純氨氣，砷化鎵生產(chǎn)中應(yīng)用硅烷N型摻雜，而氯化氫和氯氣常常用做蝕刻氣，氬、氫、氮?jiǎng)t是必須的載氣。同時(shí)外延生長(zhǎng)需要的有機(jī)源主要是三甲基鎵，三甲基銦，三甲基鋁，二乙基鋅，二甲基鋅，二茂鎂等。現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展對(duì)這些產(chǎn)品的品質(zhì)要求也越來(lái)越高。

    在半導(dǎo)體化合物生產(chǎn)過(guò)程中，除了純特種所之外，還需要部分混合氣體，主要包括SiH4/H2.SiH4/N2作為成膜源用量盡管不大，但是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求極高，配制混合氣體的露點(diǎn)達(dá)到-95℃以下，只有這樣才可以保證外延片生長(zhǎng)的成品率。

    化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)展，帶動(dòng)原材料市場(chǎng)的迅速提升，包括晶圓、襯底、蝕刻劑、過(guò)程氣體、有機(jī)金屬化合物、測(cè)試和包裝材料等的需求每年以大約21%的比例遞增，而過(guò)程氣體（砷烷、磷烷、氨氣、氬、氫、氮、氯化氫、氯氣等）占整體原料的消耗8%。