为什么一定要用氦气作为背冷气体?
时间:2024-04-13
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知识星球有朋友提问:一般我们会用氦气(He)做背冷气体,用N2等其他气体不能吗?
基本上用的是氦气冷却,因为气相的氦气具有突出的化学惰性,且热导率、比热容均大于除氢气以外的任何其他气体。
什么是晶圆背冷?
如图,氦气从晶圆背部流过,起到冷却的作用。
什么是化学惰性?
化学惰性指的是在正常条件下与其他物质反应的能力极低,很难发生化学反应。具有化学惰性的物质通常不易与酸、碱、盐以及其他许多化学试剂反应。氦(He)是一种惰性气体,作为背冷气体不用担心腐蚀晶圆表面膜层。
什么是热导率?
热导率大小决定了物质传导热量的速率,热导率越大,传输热量的速率越大。一般来说,金属的热导率较高,这是因为金属内部自由电子的存在,能有效传导热量;氦气,尽管其热导率相比固体和液体较低,但在气体中属于第二高的,这使得氦气作为背冷气体十分合适。
什么是比热容?
比热(比热容),是指单位质量的物质其温度升高一度所需吸收的热量。比热是衡量物质存储热能能力的一个物理量。比热越大,当物质接收到大量热量时,其温度升高的越少。使用氦气就可以有效防止晶圆温度升的过高而损坏芯片。
因此,选用氦气作为晶圆背面冷却的气体。