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更新时间：2025-12-26 
浏览次数：21一、半导体基础
半导体是兼具导体（如金属）与绝缘体（如橡胶）特性的物质，其核心在于“禁带宽度"的能量差异。通过掺杂杂质，可调控其电学性质：
n型半导体：在硅（Si）中掺入磷（P）等Ⅴ族元素，产生自由电子。
p型半导体：在硅中掺入硼（B）等Ⅲ族元素，形成空穴（正电荷载体）。
n型与p型结合时，界面形成“耗尽层"，实现单向导电功能，构成晶体管、二极管等集成电路（IC）的基础。
制造过程分为前工程（晶圆加工）与后工程（封装测试）：
1. 前工程
设计与制版：设计电路图案，制作光刻掩模（Photomask）。
晶圆制备：
将单晶硅锭切割成圆盘状“晶圆"（Wafer）。
研磨表面至镜面光滑度，并检测氧化风险（需低氧环境）。
氧化与薄膜沉积：
高温氧化形成绝缘层（SiO₂）。
通过CVD（化学气相沉积）或溅射法沉积电路材料薄膜（需真空或惰性气体环境）。
光刻与蚀刻：
涂覆光刻胶，通过掩模曝光形成电路图案。
用溶液（湿法）或气体（干法）蚀刻非保护区域。
离子注入与电极形成：掺杂杂质调控电学性质，添加金属电极。
缺陷检测：测试晶圆功能完整性。
2. 后工程
切割（Dicing）：分离晶圆上的独立芯片。
键合（Bonding）：为芯片添加导电引脚。
封装（Molding）：用树脂/陶瓷密封芯片，防止杂质侵入。
成品测试：最终性能验证。
半导体制造需在洁净室（ISO 1-9级，控制0.1μm以上颗粒数量）中进行，以避免微尘、水分、氧气导致的缺陷。关键测量技术包括：
水分测量（露点计）：
极微量水分（ppb~ppm级）：电容式露点计（如TK-100，测-100℃dp）。
微量水分（ppm级）：高分子式露点计（如TE-660，测-60℃dp）。
基准校准：镜面冷却式露点计（如MBW373，精度±0.1℃dp）。
环境湿度：温湿度计（如EE060用于洁净室，EE33用于高温高湿环境）。
氧气浓度测量：
低浓度（ppm级）：伽伐尼电池式氧浓度计（如Model 201/2001LC）。
微量（ppb级）：氧化锆式氧浓度计（如Model 4100）。
风速测量：监控洁净室气流，防止颗粒沉积。
杂质控制：真空或惰性气体（N₂、Ar）环境防止氧化/污染。
精度保障：高精度测量仪器（如MBW373）确保工艺稳定性。
环境管理：洁净室正压设计、高效过滤系统维持无尘环境。
结语
半导体制造依赖精密工艺与严苛环境管理，测量技术（如露点计、氧浓度计）是保障产品质量的核心。通过洁净室与适配仪器的协同，实现高可靠性半导体的量产。
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