随着现代科学技术的发展,特别是光电子技术的发展,现代武器装备的精 度和性能有了很大的提高,使现代战争具备了新的特点。
半导体光探测器是军用 光电子设备和系统的关键器件,已广泛用于军事领域。 军用光电子装备是指利用 半导体光探测器探测、变换、传输、存储等技术，所以制备半导体器件的要求 必定将越来越高，本论文就将讨论半导体在制作上的电学
杂质和玷污。1． 半导体电学杂质与玷污的涵义 在制作半导体器件中，为了综合利益与效率以及各方面因素，需要人为地加 入某种元素以改变半导体的
导电性能，这个过程称为电学杂质；玷污是指在制作 半导体器件的过程中，外界环境没有严格控制好，导致空气中有杂质混入，从而 使得该器件导电等方面的性能下降。2． 半导体电学杂质 半导体晶格中存在的与其基体不同的其他化学元素原子。 杂质的存在使严格 按周期性排列的原子所产生的周期性势场受到破坏， 这对半导体材料的性质产生 决定性的影响。杂质元素在半导体材料中的行为取决于它在半导体材料中的状1 态，同一种杂质处于间隙态或代位态，其性质也会不同。电活性杂质在半导体材 料的禁带中占有一个或几个位置作为杂质能级。 按照杂质在半导体材料中的行为 可分为施主杂质、受主杂质和电中性杂质。按照杂质电离能的大小可分为浅能级 杂质和深能级杂质。浅能级杂质对半导体材料导电性质影响大，而深能级杂质对 少数载流子的复合影响更显著。氧、氮、碳在半导体材料中的行为比较复杂，所 起的作用与金属杂质不同，以硅和砷化镓为例叙述杂质的行为。 在纯净的半导体中加入微量（千万分之一）的其它元素（这个过程我们称为 掺杂） ，可使他的导电能力提高百万倍。这是半导体的最初的特征。例如在原子 密度为 5x1022/立方厘米的硅中掺进大约 5x1015/立方厘米磷原子，比例为 10-7 （即千万分之一） ，硅的导电能力提高了几十万倍。 物质是由原子构成的，而原子是由原子核和围绕它运动的电子组成的。电子 很轻、很小，带负电，在一定的轨道上运转；原子核带正电，电荷量与电子的总 电荷量相同，两者相互吸引。当原子的外层电子缺少后，整个原子呈现正电，缺 少电子的地方产生一个空位，带正电，成为电洞。物体导电通常是由电子和电洞 导电。 前面提到掺杂其它元素能改变半导体的导电能力， 而参与导电的又分为电子 和电洞，这样掺杂的元素（即杂质）可分为两种：施主杂质与受主杂质。. {7 V/ G1 将施主杂质加到硅半导体中后，他与邻近的 4 个硅原子作用，产生许多自由 电子参与导电，而杂质本身失去电子形成正离子，但不是电洞，不能接受电子。 这时的半导体叫 N 型半导体。施主杂质主要为五族元素：锑、磷、砷等。 将施主杂质加到半导体中后，他与邻近的 4 个硅原子作用，产生许多电洞参 与导电，这时的半导体叫 p 型半导体。受主杂质主要为三族元素：铝、镓、铟、 硼等。4 H 电洞和电子都是载子，在相同大小的电场作用下，电子导电的速度比 电洞快。电洞和电子运动速度的大小用迁移率来表示，迁移率愈大，截流子运动 速度愈快。 假如把一些电洞注入到一块 N 型半导体中， 型就多出一部分少数载子―― N 电洞，但由于 N 型半导体中有大量的电子存在，当电洞和电子碰在一起时，会 发生作用，正负电中和，这种现象称为复合。2 3.半导体玷污微粒的大小要小于器件上最小的特征图形尺寸的 1/10 倍 1。 直径为 0.03 微米的微粒将会损害 0.3 微米线宽大小的特征图形。落于器件的关键部位 并毁坏了器件功能的微粒被称为致命缺陷。致命缺陷还包括晶体缺陷和其 它由于工艺过程引入带来的问题。在任何晶片上，都存在大量的微粒。有 些属于致命性的，而其它一些位于器件不太敏感的区域则不会造成器件缺 陷。 半导体器件在整个晶片上 N 型和 P 型的掺杂区域以及在精确的 N/P 相 邻区域，都需要具有可控的电阻率。通过在晶体和晶片上有目的地掺杂特 定的掺杂离子来实现对这三个性质的控制。非常少量的掺杂物即可实现我 们希望的效果。但遗憾的是，在晶片中出现的极少量的具有电性的污染物 也会改变器件的典型特征，改变它的工作表现和可靠性参数。 可以引起上述问题的污染物称为可移动离子污染物 （MICs） 。它们是在材 料中以离子形态存在的金属离子。而且，这些金属离子在半导体材料中具 有很强的可移动性。也就是说，即便在器件通过了电性能测试并且运送出 去，金属离子仍可在器件中移动从而造成器件失效。遗憾的是，能够在硅 器件中引起这些问题的金属存在于绝大部分的化学物质中。每 10 亿个单位 中的金属含量 (ppb) 杂质钠 50 钾 50 铁 50 铜 60 镍 60 铝 60 镁 60 铅 60 锌 60 氯 1000 钠是在未经处理的化学品中最常见的可移动离子污染物，同时也是硅 中移动性最强的物质。因此，对钠的控制成为硅片生产的首要目标。MIC 的 问题在 MOS 器件中表现最为严重，这一事实促使一些化学品生产商研制开 发 MOS 级或低钠级的化学品。这些标识都意味着较低的可移动污染物的等 级。 在半导体工艺领域第三大主要的污染物是不需要的化学物质。工艺过 程中所用的化学品和水可能会受到对芯片工艺产生影响的痕量物质的污 染。它们将导致晶片表面受到不需要的刻蚀，在器件上生成无法除去的化 合物，或者引起不均匀的工艺过程。氯就是这样一种污染物，它在工艺过 程中用到的化学品中的含量受到严格的控制。3 细菌是第四类的主要污染物。细菌是在水的系统中或不定期清洗的表面生 成的有机物。细菌一旦在器件上形成，会成为颗粒状污染物或给器件表面 引入不希望见到的金属离子。4. 电学杂质与玷污的关系 实际的半导体都不是绝对完整和纯净的晶体。一方面为了控制半导体 的性质，往往有意在半导体中掺进某些杂质元素；另一方面，在半导体中 还不可避免地存在由于原材料或制备过程引入的各种杂质。而且，材料制 备的高温过程还在半导体中引入空位和间隙原子等点缺陷，它们往往还要 进一步发生凝聚或与杂质原子聚合等变化，构成更为复杂的缺陷及络合体。 所有这些杂质和缺陷都可以对半导体的物理性质发生重要正面或者负面的 影响。
你会不会以为半导体工厂内就是干净无比、一尘不染，并且只有少数几个人和大量的机器，然后这样的工厂怎么会对身体有害呢？其实半导体有点属于重污染企业，首先是半导体工厂内会有大量的酸性气体（这些气体来自于晶圆的蚀刻、清洗等过程）。其次，由于半导体制造的过程中会需要大量使用光阻液、显影液等等，这些溶液主要是有机物质，因此在蚀刻、清洗、薄膜生长等过程中，会有大量的有机溶剂被使用，其中就包括二甲苯、丙酮、苯、CCl4、CF4、CCl2F2等等，别的不说，苯就是高毒性的一级致癌物。
为了防止这些污染会伤害员工、污染环境，半导体工厂需要有极为严格的污染防治措施，包括实时处理工作场所的空气、妥善处理生产废料等等。可以说污染处理的任何一个环节出现了问题，那么都有可能对员工的身体造成巨大的伤害，同样也有可能会对周围的环境造成巨大的污染。
总而言之，半导体生产行业是高污染行业，一定要严抓相关企业的污染治理，不然最后的结果就是无数的悲剧。近几年来，由于半导体芯片在电脑，通信等领域的广泛应用，半导体制造业也在全球得到了飞速发展。在半导体制造业中，由于其昂贵设备的敏感性和制造过程的复杂性，工厂的布局变得不可以轻易更改，初始的不良布局结果会导致庞大的物料搬运成本、无效的生产以及重新布局时所需要的大量成本。
因此，工厂的设施规划已经成为半导体制造商们最关心的问题，在建厂初期他们就不得不对工厂进行谨慎详细的规划。这样，工厂投产以后整体生产系统才能发挥最大的生产效能。特别是迅速发展的亚微米工艺对生产场所空气洁净度要求特别高。所有半导体制程设备，都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中，这就是洁净室的来由。
洁净室的洁净等级，有一公认的标准，以Class 10为例，意谓在单位立方英寸的洁净室空间内，平均只有粒径0.5微米以上的粉尘10粒。所以Class后头数字越小，洁净度越佳，当然其造价也越昂贵。 同时这对于洁净室设备生产制造企业来说也是一个机遇，深圳赛纳威是一家专业从事环境检测仪器及环境监测治理系统开发和制造的高科技企业，拥有由留美博士、硕士和光机电及软件工程师组成的一流研发团队，其专业致力于洁净室建设技术与服务，始终将洁净室最终使用者的利益与体验放在首位，确保洁净空间的安全、舒适、节能和高效，为洁净室使用者创造真实而持久的价值，公司早期开发的净化车间专用尘埃粒子计数器系列产品和气体检测仪器系列产品已经在国内外市场上占据了较高的市场份额。
CW-RPC系列远程遥测激光尘埃粒子计数器是智能多点净化检测系统的终端设备。为用户提供实时准确地远程测量所监控环境的微粒数量和净化等级。根据不同需要增加或减少控制终端，可实现7*24实时远程自动监测，通过RJ45网络接口、WiFi、485（moudbus）等，将数据送给PC终端，显示当前监测环境的洁净状况。该粒子计数器按照国际标准ISO14644-1,GMP和日本工业标准（JIS）要求标定，专业应用于电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工等洁净室环境自动监测系统。
集成电路无尘车间是为了满足半导du体制造工艺需求的洁净室，该无尘车间对环境洁净度、温湿度、振动、ESD、AMC控制等都有一定的要求。相对于其他工业洁净室，集成电路制造无尘车间有面积大、洁净等级高、温湿度控制精度高等特点。
远程在线式遥测激光尘埃粒子计数器是几乎每个精密电子车间必不可少的设备，如果在我们的半导体车间中有这样一种监测颗粒浓度的仪器，那么我们在办公室时就可以轻松了解车间中尘埃粒子情况，实现产品生产与监督智造的智能体验。例如，当我们检测到车间内的颗粒浓度过高时，我们可以及时通知相应车间的负责人，并采取针对性的措施降低颗粒浓度，以达到安全可靠的标准，这非常有利于产品的安全生产，为客户提供可靠的高质量产品。
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