外延生長是在半導體襯底上生長出一層具有特定晶體結構和電學性能外延層的關鍵工藝，對于制造高性能的半導體器件，如集成電路、光電器件等起著決定性作用，而管式爐則是外延生長工藝的關鍵支撐設備。在管式爐內部，通入含有外延生長所需元素的氣態源物質，以硅外延生長為例，通常會通入硅烷。管式爐能夠營造出精確且穩定的溫度場，這對于確保外延生長過程中原子的沉積速率和生長方向的一致性至關重要。精確的溫度控制直接決定了外延層的質量和厚度均勻性。如果溫度波動過大，可能導致外延層生長速率不穩定，出現厚度不均勻的情況，進而影響半導體器件的電學性能。管式爐借熱輻射為半導體工藝供熱。東北6英寸管式爐SIPOS工藝

管式爐退火在半導體制造中承擔多重功能：①離子注入后的損傷修復，典型參數為900℃-1000℃、30分鐘，可將非晶層恢復為單晶結構，載流子遷移率提升至理論值的95%；②金屬互連后的合金化處理，如鋁硅合金退火（450℃,30分鐘）可消除接觸電阻；③多晶硅薄膜的晶化處理，在600℃-700℃下退火2小時可使晶粒尺寸從50nm增至200nm。應力控制是退火工藝的關鍵。對于SOI（絕緣體上硅）結構，需在1100℃下進行高溫退火（2小時）以釋放埋氧層與硅層間的應力，使晶圓翹曲度<50μm。此外，采用分步退火（先低溫后高溫）可避免硅片變形，例如：先在400℃預退火30分鐘消除表面應力，再升至900℃完成體缺陷修復。成都6英寸管式爐化學氣相沉積管式爐的自動化系統提升半導體工藝效率。

在半導體制造進程中，薄膜沉積是一項極為重要的工藝，而管式爐在其中發揮著關鍵的精確操控作用。通過化學氣相沉積（CVD）等技術，管式爐能夠在半導體硅片表面精確地沉積多種具有特定功能的薄膜材料。以氮化硅（SiN）薄膜和二氧化硅（SiO2）薄膜為例，這兩種薄膜在半導體器件中具有廣泛應用，如作為絕緣層，能夠有效隔離不同的導電區域，防止漏電現象的發生；還可充當鈍化層，保護半導體器件免受外界環境的侵蝕，提高器件的穩定性和可靠性。在進行薄膜沉積時，管式爐能夠提供精確且穩定的溫度環境，同時對反應氣體的流量、壓力等參數進行精確控制。

退火是半導體制造中不可或缺的工藝，管式爐在其中表現出色。高溫處理能夠修復晶格損傷、摻雜劑，并降低薄膜應力。離子注入后的退火操作尤為關鍵，可修復離子注入造成的晶格損傷并摻雜原子。盡管快速熱退火（RTA）應用單位廣，但管式爐在特定需求下，仍能提供穩定且精確的退火環境，滿足不同工藝對退火的嚴格要求。化學氣相沉積（CVD）是管式爐另一重要應用領域。在爐管內通入反應氣體，高溫促使反應氣體在晶圓表面發生化學反應，進而沉積形成薄膜。早期，多晶硅、氮化硅、二氧化硅等關鍵薄膜的沉積常借助管式爐完成。即便如今部分被單片式 CVD 取代，但在對薄膜均勻性要求極高、需大批量沉積特定薄膜，如厚氧化層時，管式爐 CVD 憑借其均勻性優勢，依舊在半導體制造中占據重要地位。管式爐通過巧妙結構設計實現高效均勻加熱。

管式爐的安全系統包括：①過溫保護（超過設定溫度10℃時自動切斷電源）；②氣體泄漏檢測（半導體傳感器響應時間<5秒），并聯動關閉進氣閥；③緊急排氣系統（流量>1000L/min），可在30秒內排空爐內有害氣體（如PH?、B?H?）。操作人員需佩戴耐酸堿手套、護目鏡和防毒面具，并在通風櫥內進行有毒氣體操作。對于易燃易爆工藝（如氫氣退火），管式爐配備防爆門（爆破壓力1-2bar）和火焰探測器，一旦檢測到異常燃燒，立即啟動惰性氣體（N?）吹掃程序。自動化界面讓管式爐操作便捷高效。廣州國產管式爐氧化擴散爐

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低壓化學氣相沉積（LPCVD）管式爐在氮化硅（Si?N?）薄膜制備中展現出出色的均勻性和致密性，工藝溫度700℃-900℃，壓力10-100mTorr，硅源為二氯硅烷（SiCl?H?），氮源為氨氣（NH?）。通過調節SiCl?H?與NH?的流量比（1:3至1:5），可控制薄膜的化學計量比（Si:N從0.75到1.0），進而優化其機械強度（硬度>12GPa）和介電性能（介電常數6.5-7.5）。LPCVD氮化硅的典型應用包括：①作為KOH刻蝕硅的硬掩模，厚度50-200nm時刻蝕選擇比超過100:1；②用于MEMS器件的結構層，通過應力調控（張應力<200MPa）實現懸臂梁等精密結構；③作為鈍化層，在300℃下沉積的氮化硅薄膜可有效阻擋鈉離子（阻擋率>99.9%）。設備方面，臥式LPCVD爐每管可處理50片8英寸晶圓，片內均勻性（±2%）和片間重復性（±3%）滿足大規模生產需求。東北6英寸管式爐SIPOS工藝