現如今，人們對產品性能的追求不斷提高，芯片的應用越來越廣泛，芯片的良率、質量備受關注。控制生產過程使用到的大宗氣體中微量雜質濃度也是保證各個環(huán)節(jié)產品質量十分重要的事情，這需要用到高靈敏度的氣體分析設備進行檢測，光腔衰蕩氣體分析儀就是其中的一種。其實不僅在半導體產業(yè)，微量氣體檢測在氣體制造、化學工業(yè)、電力系統(tǒng)等很多領域中都必不可少。

基于光腔衰蕩光譜技術的氣體分析設備在檢測氣體時有何長處，這樣的設備又是如何提高半導體產品質量的？與國外同類型廠家相比，本土相關企業(yè)有哪些優(yōu)勢，又存在哪些不足？

本期我們邀請到內蒙古光能科技有限公司副總經理王銳先生做客芯片揭秘，聽他具體講講光腔衰蕩光譜技術這種高靈敏度的氣體檢測新方法。

以下內容由對話音頻整理

本期話題

● 淺談光腔衰蕩氣體檢測設備

● 光腔衰蕩水分析儀發(fā)明者如何走向創(chuàng)業(yè)道路

● 保持競爭優(yōu)勢，性能優(yōu)越才是硬道理

淺談光腔衰蕩氣體檢測設備

幻實（主播）請王總簡單介紹一下光能科技主要聚焦的方向。

王銳（嘉賓）大家好，我是內蒙古光能科技有限公司的王銳，很高興能夠借助芯片揭秘這個平臺發(fā)聲。我們公司主要致力于研發(fā)基于光腔衰蕩光譜技術的氣體檢測設備，主要應用于半導體制造領域的氣體分析。

幻實（主播）光腔衰蕩是種怎樣的技術？你們的產品能夠為客戶解決怎樣的問題？

王銳（嘉賓）在半導體制造過程用到的氣體中，有兩種雜質對后續(xù)產品影響很大，一種是水，一種是氧，我們的產品主要是用于檢測氣體中的微量水分。

公司產品的核心技術是一種基于激光光腔衰蕩光譜法的氣體檢測技術，靈敏度很高，可以在極短的時間內檢測到氣體中含量億分之一的微量水分。

光腔衰蕩光譜法原理示意圖

（圖源：光能科技）

我們的產品操作非常簡單，只需要把待測氣體通入儀器內部，然后點擊測量，通常在一秒鐘之內就能夠測出準確的數據，并且能夠實時在線檢測。操作界面完全按照國人的思維方式和操作習慣設計。公司的水分析儀目前有Pure?-T和Pure?-M兩種類型，可以根據不同客戶的不同需求，選擇不同的設備類型，得到更高的性價比。

集成電路對痕量水的要求（中國標準物質網）

光腔衰蕩水分析儀發(fā)明者

如何走向創(chuàng)業(yè)道路

幻實（主播） 目前半導體的制程越來越小，對顆粒等雜質的控制也越來越苛刻，你們是用了一種新的方法來幫助客戶進行實時監(jiān)控還是將已有的技術做成了新的產品？

王銳（嘉賓） 十幾年前，我們公司的創(chuàng)始人在美國研發(fā)出了世界上第一臺光腔衰蕩水分析儀，目前我們在國內做的產品不能說是基于新的方法，只是說我們將這種設備國產化。在此之前，半導體制造廠商為了檢測痕量水分更傾向于使用進口儀器。

在集成電路生產過程中，氣體中的雜質將會直接影響芯片的壽命和性能。目前，光腔衰蕩水分析儀在半導體領域中是測痕量水分的標準設備。因為它能夠及時檢測出氣體中的雜質含量是否超標，所以對半導體制程后端的產品質量提升有非常大的幫助。

氣體中水、氧雜質對硅外延工藝的影響（圖源：中國標準物質網）

幻實（主播） 能詳細講講你們公司創(chuàng)始人一路走來的研發(fā)歷程嗎？

王銳（嘉賓）我們公司創(chuàng)始人在中國恢復高考后考入北大，然后出國留學，一直致力于分子光譜相關的研究。2002年，他率領團隊成功研發(fā)了世界上第一臺光腔衰蕩水分析儀。在那之后，他回國創(chuàng)業(yè)，希望能夠將一些關鍵設備國產化。

光腔衰蕩光譜技術原理（圖源：光能科技）

幻實（主播） 光能科技的產品已經得到了哪些客戶的認可？客戶給了你們怎樣的反饋？

王銳（嘉賓） 我們公司于2015年12月注冊成立，2017年產品研發(fā)成功。目前來說，我們在國內氣體的生產制造領域中已經小有名氣；在半導體領域中，我們得到了像華為、三安、瀚宇彩晶、晶圓光電等國內客戶的認可，我們的設備在韓國三星半導體也已經完成測試。

幻實（主播）這個賽道競爭激不激烈？

王銳（嘉賓）我們的競爭對手主要來自國外。因為微量水分的檢測門檻很高，目前市面上只有兩種技術可以達到PPb級測量精度，一種是光腔衰蕩，另一種是TDLAS。這兩種技術之前一直掌握在美國的兩家公司手中，現在，光能科技是世界上第三家可以達到這種測量精度并被半導體客戶所認可的企業(yè)。

保持競爭優(yōu)勢，性能優(yōu)越才是硬道理

王銳（嘉賓）目前，我們產品的各項性能已經達到國際領先水平，某些指標可能比美國進口的產品更有優(yōu)勢。在國內，我們能夠為客戶提供更好的服務、更專業(yè)的技術支持，這是我們的優(yōu)勢。

幻實（主播） 沒錯，本土企業(yè)響應客戶的速度也會更快。

王銳（嘉賓） 客戶的響應速度是我們最基本的服務指標，其實我們更加注重為客戶提供能達到世界先進水平的產品。另外，我們能夠為客戶提供更專業(yè)的指導，而一些代理商可能在這方面會有所欠缺。

幻實（主播） 您剛剛介紹了光能科技的產品在半導體領域的應用，你們是否還會涉及到一些其他產業(yè)？對你們來說，那些產業(yè)的市場空間如何？

王銳（嘉賓）我們的產品應用領域十分廣泛，不僅有來自半導體產業(yè)、液晶平板顯示器（LCD）、光電子器件（LED）制造業(yè)、太陽能光伏產業(yè)等領域的終端客戶，也有一些上游的氣體制造商，比如華特氣體、金宏氣體等。

幻實（主播） 作為氣體生產者，他們也需要實時監(jiān)控他們的氣體在出廠前的純度是否達標。

王銳（嘉賓） 是的。國家的計量系統(tǒng)也會用到光腔衰蕩的氣體分析設備，因為光腔衰蕩技術已經是中國測量氣體中微量水分的一個標準方法。

幻實（主播） 如果讓您為您所在的這么一個小眾的設備領域發(fā)出一些呼吁，您會說什么？

王銳（嘉賓） 國家在“十三五”規(guī)劃中已經指出，中國的高精尖儀器基本依賴于進口，國內鮮有高精尖的產品產出。所以我希望我們整個行業(yè)能夠齊心協力，互幫互助，作為儀器生產商，我們也會更加努力做出好的產品，讓中國盡早擺脫設備依賴進口、被“卡脖子”的現狀。

幻實說

高純氣體是集成電路、光伏、光纖等產業(yè)的重要基礎材料，在大規(guī)模集成電路芯片生產過程中，氣體中的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)雜質均會對芯片質量構成重要影響。由于氣體中的微量氧和水的存在，在高溫下合成的半導體器件表面容易生成氧化膜，這是影響器件壽命和性能的重要因素。

例如，外延生長是高質量集成電路生產過程中的一個重要步驟，沉積層的雜質水平、厚度和微結構的完整性取決于沉積過程所使用氣體的純度。當氣體中雜質過多時，外延層會形成“暗礁”，造成晶格缺陷等后果。所以高靈敏度的氣體檢測顯然在半導體的生產制造環(huán)節(jié)必不可少，這樣的關鍵設備能夠實現國產化也是十分喜人。我們也希望更多的高精尖設備能夠迎來國產替代，助力本土半導體產業(yè)的向上發(fā)展。

原文標題：芯片揭秘 | 國產PPb級氣體分析設備助力半導體產品質量提升

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責任編輯：haq