盛久隆科技有限公司

Sheng Jiu Long Technology Co., Ltd

在线式电化学微量氧变送器，量程可选 0~10/100/1000ppm，可检测高纯 N2、Ar、H2保护气，主要用于半导体产线高温炉、气氛炉、手套箱，持续监测炉内微量氧气浓度，防止晶圆、半导体材料高温氧化。

一、在半导体高温熔炉（扩散炉、退火炉、管式气氛炉）核心用途

半导体高温工艺（600～1200℃）下，硅片、碳化硅、金属薄膜极容易被微量氧气氧化，产生非预期氧化层，直接造成芯片漏电、参数漂移、整片报废。

保护气一般使用高纯氮气、氩气、氢氮混合气，炉内必须维持极低氧环境。

1. 实时监控炉膛气氛氧含量（核心作用）

适用炉体：扩散炉、离子注入退火炉、真空管式炉、烧结炉、厚膜 / 薄膜烧结炉、化合物半导体退火炉

持续监测炉内出口 / 取样口 O2浓度；

工艺指标参考：多数硅工艺高温惰性退火要求炉内 O2 ≤5~10 ppm；

一旦氧含量超标，立刻报警，暂停进料，避免大批量晶圆报废

2. 开炉、检修后氮气置换验收

炉门打开维修后，炉膛充满空气；通入高纯 N2吹扫置换。

用 GPL-1400 连续监测，氧浓度稳定达标后方可升温、进片；

防止升温阶段氧气与硅片反应生成原生氧化层。

3. 查找漏气故障点

氧读数缓慢上升＝炉膛密封件老化、法兰泄漏、阀门内漏、进料 / 出料门密封失效；

快速定位漏气，避免持续污染工艺气氛。

4. 保护气源纯度监控（前端监测）

安装在高纯氮 / 氩气管路、制氮机出口：

监测保护气源本身氧杂质，提前发现制氮设备失效、管路渗入空气，避免不合格保护气送入高温炉。

二、半导体保护气场景细分应用

1）晶圆制造：硅片高温扩散、退火工艺

微量氧会在硅表面生成不均匀薄氧化层，改变掺杂扩散速率，器件阈值电压偏移。

GPL-1400 监测炉内氮气保护气氛，保障掺杂工艺一致性，稳定良率。

2）第三代半导体（SiC/GaN）烧结、退火

宽禁带材料对氧更加敏感；高温下氧气会造成晶格缺陷、外延层质量劣化；

持续监控 Ar/N2保护气氛氧含量。

3）电子封装、厚膜电路、陶瓷基板烧结炉

金属浆料、银钯导体、焊盘高温极易氧化；充氮气氛炉需要控制氧含量，保证附着力与导电性能。

4）手套箱配套监测

晶圆暂存、样品制备手套箱，箱体内部惰性气氛氧浓度在线监测，与高温炉形成完整无氧管控链条。

三、氧超标的典型危害

1）硅片表面产生不期望的自然氧化层；

2）半导体薄膜出现针孔、缺陷，芯片漏电；

3）金属布线、电极高温氧化，接触电阻变大；

4）同一批次产品电学参数离散，良率大幅下滑；

5）氢气气氛中，过高氧气存在燃爆安全风险。

四.结论

GPL-1400 微量氧分析仪用于半导体行业高温管式炉、退火炉、烧结炉，在线连续监测高纯氮气、氩气、氢氮保护气中的微量氧气；用于置换验收、炉膛泄漏监测、气源品质监控，抑制晶圆与半导体材料高温氧化，稳定工艺良率，同时保障气氛炉安全生产。

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