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更新時間：2025-12-26 
瀏覽次數：100一、半導體基礎
半導體是兼具導體（如金屬）與絕緣體（如橡膠）特性的物質，其核心在于“禁帶寬度"的能量差異。通過摻雜雜質，可調控其電學性質：
n型半導體：在硅（Si）中摻入磷（P）等Ⅴ族元素，產生自由電子。
p型半導體：在硅中摻入硼（B）等Ⅲ族元素，形成空穴（正電荷載體）。
n型與p型結合時，界面形成“耗盡層"，實現單向導電功能，構成晶體管、二極管等集成電路（IC）的基礎。
制造過程分為前工程（晶圓加工）與后工程（封裝測試）：
1. 前工程
設計與制版：設計電路圖案，制作光刻掩模（Photomask）。
晶圓制備：
將單晶硅錠切割成圓盤狀“晶圓"（Wafer）。
研磨表面至鏡面光滑度，并檢測氧化風險（需低氧環境）。
氧化與薄膜沉積：
高溫氧化形成絕緣層（SiO?）。
通過CVD（化學氣相沉積）或濺射法沉積電路材料薄膜（需真空或惰性氣體環境）。
光刻與蝕刻：
涂覆光刻膠，通過掩模曝光形成電路圖案。
用溶液（濕法）或氣體（干法）蝕刻非保護區域。
離子注入與電極形成：摻雜雜質調控電學性質，添加金屬電極。
缺陷檢測：測試晶圓功能完整性。
2. 后工程
切割（Dicing）：分離晶圓上的獨立芯片。
鍵合（Bonding）：為芯片添加導電引腳。
封裝（Molding）：用樹脂/陶瓷密封芯片，防止雜質侵入。
成品測試：最終性能驗證。
半導體制造需在潔凈室（ISO 1-9級，控制0.1μm以上顆粒數量）中進行，以避免微塵、水分、氧氣導致的缺陷。關鍵測量技術包括：
水分測量（露點計）：
極微量水分（ppb~ppm級）：電容式露點計（如TK-100，測-100℃dp）。
微量水分（ppm級）：高分子式露點計（如TE-660，測-60℃dp）。
基準校準：鏡面冷卻式露點計（如MBW373，精度±0.1℃dp）。
環境濕度：溫濕度計（如EE060用于潔凈室，EE33用于高溫高濕環境）。
氧氣濃度測量：
低濃度（ppm級）：伽伐尼電池式氧濃度計（如Model 201/2001LC）。
微量（ppb級）：氧化鋯式氧濃度計（如Model 4100）。
風速測量：監控潔凈室氣流，防止顆粒沉積。
雜質控制：真空或惰性氣體（N?、Ar）環境防止氧化/污染。
精度保障：高精度測量儀器（如MBW373）確保工藝穩定性。
環境管理：潔凈室正壓設計、高效過濾系統維持無塵環境。
結語
半導體制造依賴精密工藝與嚴苛環境管理，測量技術（如露點計、氧濃度計）是保障產品質量的核心。通過潔凈室與適配儀器的協同，實現高可靠性半導體的量產。
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