半導體行業(yè)常用氣體介紹

半 導 體 常 見 氣 體 的 用 途1、硅烷（SiH4）：有毒。硅烷在半導體工業(yè)中主要用于制作高純多晶硅、通過氣相淀積制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔離層、多晶硅歐姆接觸層和異質或同質硅外延生長原料、以及離子注入源和激光介質等，還可用于制作太陽能電池、光導纖維和光電傳感器等。2、鍺烷（GeH4）：劇毒。金屬鍺是一種良好的半導體材料，鍺烷在電子工業(yè)中主要用于化學氣相淀積，形成各種不同的硅鍺合金用于電子元器件的制造。3、磷烷（PH3）：劇毒。主要用于硅烷外延的摻雜劑，磷擴散的雜質源。同時也用于多晶硅化學氣相淀積、外延GaP材料、離子注入工藝、化合物半導體的MOCVD工藝、磷硅玻璃（PSG）鈍化膜制備等工藝中。4、砷烷（AsH3）：劇毒。主要用于外延和離子注入工藝中的 n型摻雜劑。5、氫化銻（SbH3）：劇毒。用作制造 n型硅半導體時的氣相摻雜劑。6、乙硼烷（B2H6）：窒息臭味的劇毒氣體。硼烷是氣態(tài)雜質源、離子注入和硼摻雜氧化擴散的摻雜劑，它也曾作為高能燃料用于火箭和導彈的燃料。7、三氟化硼（BF3）：有毒，極強刺激性。主要用作 P型摻雜劑、離子注入源和等離子刻蝕氣體。8、三氟化氮（NF3）：毒性較強。主要用于化學氣相淀積（CVD）裝置的清洗。三氟化氮可以單獨或與其它氣體組合，用作等離子體工藝的蝕刻氣體，例如，NF3、NF3/Ar、NF3/He用于硅化合物MoSi2的蝕刻；NF3/CCl4、NF3/HCl既用于MoSi2的蝕刻，也用于NbSi2的蝕刻。9、三氟化磷（PF3）：毒性極強。作為氣態(tài)磷離子注入源。10、四氟化硅（SiF4）：遇水生成腐蝕性極強的氟硅酸。主要用于氮化硅（Si3N4）和硅化鉭（TaSi2）的等離子蝕刻、發(fā)光二極管P型摻雜、離子注入工藝、外延沉積擴散的硅源和光導纖維用高純石英玻璃的原料。11、五氟化磷（PF5）：在潮濕的空氣中產生有毒的氟化氫煙霧。用作氣態(tài)磷離子注入源。12、四氟化碳（CF4）：作為等離子蝕刻工藝中常用的工作氣體，是二氧化硅、氮化硅的等離子蝕刻劑。13、六氟乙烷（C2H6）：在等離子工藝中作為二氧化硅和磷硅玻璃的干蝕氣體。14、全氟丙烷（C3F8）：在等離子蝕刻工藝中，作為二氧化硅膜、磷硅玻璃膜的蝕刻氣體。半導體工業(yè)常用的混合氣體1、外延（生長）混合氣：在半導體工業(yè)中，在仔細選擇的襯底上選用化學氣相淀積的方法，生長一層或多層材料所用的氣體叫作外延氣體。 常用的硅外延氣體有二氯二氫硅（）、四氯化硅（）和硅烷等。主要用于外延硅淀積、氧化硅膜淀積、氮化硅膜淀積，太陽能電池和其它光感受器的非晶硅膜淀積等。外延是一種單晶材料淀積并生長在襯底表面上的過程。常用外延混合氣組成如下表：序號 組份氣體 稀釋氣體硅烷（SiH4）氦、氬、氫、氮1氦、氬、氫、氮氯硅烷（SiCl4）2氦、氬、氫、氮二氯二氫硅（SiH2Cl2）3氦、氬、氫、氮乙硅烷（Si2H6）42、化學氣相淀積（CVD）用混合氣：CVD是利用揮發(fā)性化合物，通過氣相化學反應淀積某種單質和化合物的一種方法，即應用氣相化學反應的一種成膜方法。依據(jù)成膜種類，使用的化學氣相淀積（CVD）氣體也不同，以下表是幾類化學氣相淀積混合氣的組成：膜的種類混合氣組成 生成方法半導體膜硅烷（SiH4）+氫CVD二氯二氫硅（SiH2Cl2）+氫CVD氯硅烷（SiCl4）+氫CVD硅烷（SiH4）+甲烷（CH4）離子注入CVD絕緣膜硅烷（SiH4）+氧CVD硅烷（SiH4）+氧+磷烷（PH3）CVD硅烷（SiH4）+氧+乙硼烷（B2H6）CVD硅烷（SiH4）+氧化亞氮（N2O）+磷烷離子注入CVD導體膜六氟化鎢（WF6）+氫CVD六氯化鉬（MoCl6）+氫CVD3、摻雜混合氣：在半導體器件和集成電路制造中，將某些雜質摻入半導體材料內，使材料具有所需要的導電類型和一定的電阻率，以制造電阻、PN結、埋層等。摻雜工藝所用的氣體稱為摻雜氣體。主要包括砷烷、磷烷、三氟化磷、五氟化磷、三氟化砷、五氟化砷、三氟化硼、乙硼烷等。通常將摻雜源與運載氣體（如氬氣和氮氣）在源柜中混合，混合后氣流連續(xù)注入擴散爐內并環(huán)繞晶片四周，在晶片表面沉積上摻雜劑，進而與硅反應生成摻雜金屬而徙動進入硅。常用摻雜混合氣：類型 組份氣稀釋氣 備注硼化合物乙硼烷（B2H6）、三氯化硼（BCl3）、溴化硼氦、氬、氫磷化合物（BBr3）氦、氬、氫砷化合物磷烷（PH3）、氯化磷（PCl3）、溴化磷（PBr3）氦、氬、氫砷烷（AsH3）、三氯化砷（AsCl3）4、蝕刻混合氣：蝕刻就是將基片上無光刻膠掩蔽的加工表面（如金屬膜、氧化硅膜等）蝕刻掉，而使有光刻膠掩蔽的區(qū)域保存下來，以便在基片表面上獲得所需要的成像圖形。蝕刻方法有濕法化學蝕刻和干法化學蝕刻。干法化學蝕刻所用氣體稱為蝕刻氣體。蝕刻氣體通常多為氟化物氣體（鹵化物類），例如四氟化碳、三氟化氮、三氟甲烷、六氟乙烷、全氟丙烷等。常用蝕刻氣體如下表：材質蝕刻氣體氯硅烷（SiCl4）+氬、四氯化碳（CCl4）+（氬、氦）鋁（Al）四氯化碳（CCl4）+氧、四氯化碳（CCl4）+空氣鉻（Cr）二氟二氯化碳（CCl2F2）+氧、四氟化碳（CF4）+氧鉬（Mo）三氟三氯乙烷（C2Cl3F3）+氧、四氟化碳（CF4）+氧鉑（Pt）四氟化碳（CF4）+氧、乙烷（C2H6）+氯聚硅四氟化碳（CF4）+氧硅（Si）四氟化碳（CF4）+氧鎢（W）5、其它電子混合氣：-6序號 組份氣氯化氫（HCl）1硒化氫（H2Se）2鍺烷（GeH4）3磷烷（PH3）4砷烷（As2H3）5乙硼烷（B2H6）6硅烷（SiH4）7二乙基碲（C2H5）2Te8氯（Cl2）9一氧化碳（CO）10

稀釋氣氧、氮氬、氦、氫、氮氬、氦、氫、氮氬、氦、氫、氮氬、氦、氫、氮氬、氦、氫、氮氬、氦、氫、氮氬、氦、氫、氮氮六氟化硫

組份氣含量范圍1—10%5—5000×10-61—5%/r