半導(dǎo)體制造技術(shù)在信息時代扮演著核心角色，是社會發(fā)展的基石和原動力。我國提出了《中國制造2025》，希望通過智能制造實(shí)現(xiàn)從制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。而智能制造，也就是工業(yè)4.0，其實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)在于各種信息器件的使用，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)就是半導(dǎo)體制造技術(shù)。
在半導(dǎo)體制造過程中，氫氣作為重要的氣源發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。氫氣廣泛應(yīng)用于光電器件、傳感器和IC制造等領(lǐng)域。目前，半導(dǎo)體工藝中的氫氣主要應(yīng)用于退火、外延生長和干法刻蝕等工藝環(huán)節(jié)。
退火過程類似于給材料進(jìn)行一次深度按摩，通過高溫加熱的方式釋放材料內(nèi)部的應(yīng)力，改善材料的質(zhì)量。在這個過程中，氫氣作為保護(hù)氣可以防止材料被氧化。此外，氫氣還可以應(yīng)用于化學(xué)氣相沉積(CVD)薄膜生長過程中。這種沉積方式利用固態(tài)-氣態(tài)反應(yīng)和氣態(tài)-氣態(tài)反應(yīng)生成薄膜的設(shè)備，例如在CVD工藝中作為還原性氣體制備二維材料MOS2、WS2等；在等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝中作為還原性氣體制備石墨烯、單晶硅、碳化硅等；在電子回旋共振化學(xué)氣相沉積(ECR-CVD)中作為反應(yīng)氣體在單晶硅襯底上制備金剛石薄膜；在金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)設(shè)備中作為載氣制備光電材料GaN、AlGaN等。
同時，氫氣也可以應(yīng)用于原子層沉積(ALD)過程中。在等離子體刻蝕(RIE/ICP)中，氫氣則作為反應(yīng)氣體出現(xiàn)。這個刻蝕過程利用反應(yīng)氣體離化后與材料發(fā)生反應(yīng)生成揮發(fā)性物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)材料圖形化的過程，是半導(dǎo)體器件制備的關(guān)鍵工藝。
現(xiàn)在，大流量氫氣發(fā)生器已經(jīng)被大量應(yīng)用于以上工藝中，為半導(dǎo)體材料及器件制備提供了穩(wěn)定的氣源。這種氫氣發(fā)生器可以與超純水機(jī)聯(lián)用，由超純水機(jī)制取二級水并儲存至水箱備用。當(dāng)氫氣發(fā)生器缺水時，會自動供給水。多臺氫氣發(fā)生器可以串聯(lián)使用，通過串聯(lián)控制線由一臺發(fā)生器控制其他發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氣的均勻分配。
(以兩臺設(shè)備為例控制圖如下)
