半導(dǎo)體外延爐中氣氛控制的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到外延層的質(zhì)量和器件的性能，主要包括對氣體成分、濃度、流量和壓力等參數(shù)的調(diào)節(jié)。以下是該領(lǐng)域的重要技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展：
1.關(guān)鍵控制參數(shù)
氣體成分和濃度：必須嚴(yán)格控制反應(yīng)氣體與載氣的混合比例，以確保化學(xué)氣相沉積過程中反應(yīng)速率的穩(wěn)定。
流量與壓力：利用高精度的質(zhì)量流量控制器和壓力傳感器，實現(xiàn)氣體流量的動態(tài)平衡，防止局部濃度差異引起的缺陷率上升。
2.技術(shù)實施方法
閉環(huán)反饋系統(tǒng)：通過實時監(jiān)測與反饋機(jī)制，結(jié)合紅外測溫儀等設(shè)備，動態(tài)調(diào)整工藝參數(shù)，以提高外延層的厚度和摻雜的均勻性。
溫度控制協(xié)同優(yōu)化：溫度變化會直接影響氣體的反應(yīng)速度，因此需要通過高穩(wěn)定性的加熱系統(tǒng)和冷卻設(shè)備來保持熱平衡，從而間接確保環(huán)境的穩(wěn)定性。
3.設(shè)備設(shè)計的創(chuàng)新。
雙腔體設(shè)計：例如連科半導(dǎo)體的立式雙片8寸碳化硅外延爐，通過雙載盤同步操作，優(yōu)化了氣體的均勻分布，這不僅降低了單片成本，還減少了缺陷率。
旋轉(zhuǎn)襯底技術(shù)：通過旋轉(zhuǎn)襯底來提高氣體擴(kuò)散效率，降低顆粒物沉積，從而改善外延膜的均勻性。
4.行業(yè)的發(fā)展趨勢
高溫與高效能方向：為了滿足碳化硅等寬禁帶半導(dǎo)體的需求，半導(dǎo)體外延爐逐漸朝著更高溫度方向發(fā)展，這就要求氣氛控制系統(tǒng)具備更強(qiáng)的耐高溫能力和更快的響應(yīng)速度。
國產(chǎn)替代加速：國內(nèi)廠家通過技術(shù)創(chuàng)新，不斷在氣體流量控制和壓力穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)上縮短與國際企業(yè)之間的差距。