半導(dǎo)體行業(yè)常用氣體介紹

1、半導(dǎo)體常見(jiàn)氣體的用途1硅烷（SiH4）:有毒。硅烷在半導(dǎo)體工業(yè)中主要用于制作高純多晶硅、通過(guò)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(zhì)或同質(zhì)硅外延 生長(zhǎng)原料、以及離子注入源和激光介質(zhì)等，還可用于制作太陽(yáng)能電池、光導(dǎo)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(dǎo)體材料，鍺烷在電子工業(yè)中主要用于 化學(xué)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(kuò)散的雜質(zhì)源。同時(shí)也用于多晶硅化學(xué)氣相淀積、外延 GaP材料、離子注入工藝、化合物半導(dǎo)體的 MOCV工藝、磷硅玻璃 （PSG鈍化膜制備

2、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(dǎo)體時(shí)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(zhì)源、離子注入和硼摻雜氧化 擴(kuò)散的摻雜劑，它也曾作為高能燃料用于火箭和導(dǎo)彈的燃料。7、三氟化硼（BF3 :有毒，極強(qiáng)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(qiáng)。主要用于化學(xué)氣相淀積（ CVD 裝置的清洗。三氟化氮可以單獨(dú)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

3、；NF3/CCI4、NF3/HC1既用于MoSi2的蝕刻，也用于 NbSi2的 蝕刻。9、三氟化磷（ PF3 :毒性極強(qiáng)。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(qiáng)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(kuò)散的硅 源和光導(dǎo)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(chǎn)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

4、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(dǎo)體工業(yè)常用的混合氣體1、外延（生長(zhǎng) 混合氣:在半導(dǎo)體工業(yè)中，在仔細(xì)選擇的襯底上選用化學(xué)氣相淀積的方 法，生長(zhǎng)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(yáng)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(zhǎng)在襯底表面上的過(guò) 程。常用外延混合氣組成如下表：氦、氬、氫、氮 氦、氬、氫、氮 氦、氬、氫、氮 氦、氬、氫、氮序號(hào)組份氣體稀釋氣體1234硅烷（SiH4）氯硅

5、烷（SiCl4）二氯二氫硅（SiH2CI2）乙硅烷（Si2H6）2、化學(xué)氣相淀積（CVD用混合氣：CVD是利用揮發(fā)性化合物，通過(guò)氣相化學(xué)反應(yīng)淀積某 種單質(zhì)和化合物的一種方法，即應(yīng)用氣相化學(xué)反應(yīng)的一種成膜方法。依據(jù)成膜種類(lèi)，使用 的化學(xué)氣相淀積（CVD氣體也不同，以下表是幾類(lèi)化學(xué)氣相淀積混合氣的組成：膜的種類(lèi)混合氣組成生成方法半導(dǎo)體膜絕緣膜導(dǎo)體膜硅烷（SiH4）+氫二氯二氫硅（SiH2CI2）+氫 氯硅烷（SiCI4）+氫硅烷（SiH4）+甲烷（CH4硅烷（SiH4）+氧硅烷（SiH4）+氧+磷烷（PH3硅烷（SiH4）+氧+乙硼烷（B2H6硅烷（SiH4）+氧化亞氮（N2O +磷烷 六氟化鎢（

6、WF6 +氫六氯化鉬（MoCI6） + 氫CVDCVDCVD離子注入CVDCVDCVDCVD離子注入CVDCVDCVD3、摻雜混合氣：在半導(dǎo)體器件和集成電路制造中，將某些雜質(zhì)摻入半導(dǎo)體材料內(nèi)，使材 料具有所需要的導(dǎo)電類(lèi)型和一定的電阻率，以制造電阻、PN結(jié)、埋層等。摻雜工藝所用的氣體稱(chēng)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(yùn)載氣體（如氬氣和氮?dú)猓┰谠垂裰谢旌?，混合后氣流連續(xù)注入擴(kuò)散爐內(nèi)并環(huán)繞晶片四周，在晶片表面沉積上摻雜劑，進(jìn)而與硅反應(yīng)生成摻 雜金屬而徙動(dòng)進(jìn)入硅。常用摻雜混合氣：類(lèi)型組份氣稀釋氣備注硼化合物乙硼烷（B2H6、三

7、氯化硼（BCI3）、溴化硼（BB氦、氬、氫磷化合物磷烷（PH3、氯化磷（PCI3）、溴化磷（PBr3）氦、氬、氫砷化合物砷烷（AsH3、三氯化砷（AsCI3）氦、氬、氫4、蝕刻混合氣：蝕刻就是將基片上無(wú)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(lái)，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(xué)蝕刻和干法化學(xué)蝕刻。干法化學(xué)蝕刻所用氣體稱(chēng)為蝕刻氣體。蝕刻氣 體通常多為氟化物氣體（鹵化物類(lèi)），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(zhì)蝕刻氣體鋁（AI）鉻（Cr）鉬（M0鉑（Pt）聚硅硅（Si）氯硅烷（SiCI

8、4）+氬、四氯化碳（CCI4）+ （氬、氦） 四氯化碳（CCI4）+氧、四氯化碳（CCI4）+空氣 二氟二氯化碳（CCI2F2）+氧、四氟化碳（CF4 +氧 三氟三氯乙烷（C2CI3F3） +氧、四氟化碳（CF4 +氧四氟化碳（CF4 +氧、乙烷（C2H6 +氯四氟化碳（CF4 +氧四氟化碳（CF4 +氧5、其它電子混合氣：-6序號(hào)組份氣1 氯化氫（HCI）2 硒化氫（H2Se3 鍺烷（GeH44 磷烷（PH3稀釋氣組份氣含量范圍氧、氮1 10%氬、氦、氫、氮55000X 10-6氬、氦、氫、氮1 5%氬、氦、氫、氮55000X 10-6、0.5 15%15%5678910砷烷（As2H3 乙硼烷（B2H