半导体行业常用气体介绍

半导体常见气体的用途1、硅烷（SiH4）：有毒。硅烷在半导体工业中主要用于制作高纯多晶硅、通过气相淀积制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔离层、多晶硅欧姆接触层和异质或同质硅外延生长原料、以及离子注入源和激光介质等，还可用于制作太阳能电池、光导纤维和光电传感器等。,FX+B2Y#_$V2、锗烷（GeH4）：剧毒。金属锗是一种良好的半导体材料，锗烷在电子工业中主要用于化学气相淀积，形成各种不同的硅锗合金用于电子元器件的制造。$k6B/?6`b3、磷烷（PH3）：剧毒。主要用于硅烷外延的掺杂剂，磷扩散的杂质源。同时也用于多晶硅化学气相淀积、外延GaP材料、离子注入工艺、化合物半导体的MOCVD工艺、磷硅玻璃（PSG）钝化膜制备等工艺中。2L/F)Q%|)`1o5k4、砷烷（AsH3）：剧毒。主要用于外延和离子注入工艺中的n型掺杂剂。9?,D-B'P3S9s5、氢化锑（SbH3）：剧毒。用作制造n型硅半导体时的气相掺杂剂。6、乙硼烷（B2H6）：窒息臭味的剧毒气体。硼烷是气态杂质源、离子注入和硼掺杂氧化扩散的掺杂剂，它也曾作为高能燃料用于火箭和导弹的燃料。7、三氟化硼（BF3）：有毒，极强刺激性。主要用作P型掺杂剂、离子注入源和等离子刻蚀气体。8、三氟化氮（NF3）：毒性较强。主要用于化学气相淀积（CVD）装置的清洗。三氟化氮可以单独或与其它气体组合，用作等离子体工艺的蚀刻气体，例如，NF3、NF3/Ar、NF3/He用于硅化合物MoSi2的蚀刻；NF3/CCl4、NF3/HCl既用于MoSi2的蚀刻，也用于NbSi2的蚀刻。9、三氟化磷（PF3）：毒性极强。作为气态磷离子注入源。3`;|8K,h*r:C,B10、四氟化硅（SiF4）：遇水生成腐蚀性极强的氟硅酸。主要用于氮化硅（Si3N4）和硅化钽（TaSi2）的等离子蚀刻、发光二极管P型掺杂、离子注入工艺、外延沉积扩散的硅源和光导纤维用高纯石英玻璃的原料。11、五氟化磷（PF5）：在潮湿的空气中产生有毒的氟化氢烟雾。用作气态磷离子注入源。%D!Q.A$PL$Vo12、四氟化碳（CF4）：作为等离子蚀刻工艺中常用的工作气体，是二氧化硅、氮化硅的等离子蚀刻剂。13、六氟乙烷（C2H6）：在等离子工艺中作为二氧化硅和磷硅玻璃的干蚀气体。14、全氟丙烷（C3F8）：在等离子蚀刻工艺中，作为二氧化硅膜、磷硅玻璃膜的蚀刻气体。半导体工业常用的混合气体0z/ZAX2@-J1、外延（生长）混合气：在半导体工业中，在仔细选择的衬底上选用化学气相淀积的方法，生长一层或多层材料所用的气体叫作外延气体。常用的硅外延气体有二氯二氢硅（）、四氯化硅（）和硅烷等。主要用于外延硅淀积、氧化硅膜淀积、氮化硅膜淀积，太阳能电池和其它光感受器的非晶硅膜淀积等。外延是一种单晶材料淀积并生长在衬底表面上的过程。常用外延混合气组成如下表：序号组份气体稀释气体123.W'Du:]+A#D({8L4|4%D5zh(e)q硅烷（SiH4）氯硅烷（SiCl4）二氯二氢硅（SiH2Cl2）(b+CY#T,H2W1D0C3H乙硅烷（Si2H6）氦、氩、氢、氮氦、氩、氢、氮5X-t)?%cH氦、氩、氢、氮{(k6u7g*o/a氦、氩、氢、氮1P4y#C/l:G9Z8f2、化学气相淀积（CVD）用混合气：CVD是利用挥发性化合物，通过气相化学反应淀积某种单质和化合物的一种方法，即应用气相化学反应的一种成膜方法。依据成膜种类，使用的化学气相淀积（CVD）气体也不同，以下表是几类化学气相淀积混合气的组成：;OX2m)W;}#o4t(S:m膜的种类混合气组成8T!r.M1\!o!]4W!};g:~$x/t生成方法3W0C!y2f/O,X*t'c0t半导体膜+ms,H1~)X)b4`,d,j5])e.~(f:m.l!F*`/H硅烷（SiH4）+氢/s:v%u#df$Q二氯二氢硅（SiH2Cl2）+氢7]4?0t3vp&b7A:`氯硅烷（SiCl4）+氢硅烷（SiH4）+甲烷（CH4）硅烷（SiH4）+氧U6H:b7v.W)Y硅烷（SiH4）+氧+磷烷（PH3）%~.d:N;CVDCVD!d(s4|:|d+]6lCVD离子注入CVDCVDCVD'k9I*m$@,8X:k;H#FH;?,e8z绝缘膜C9Z*N/}(m6o/X'K+b1Y,e导体膜2w5},P.w#_/h-{Dc1l%V!|5F8y.P7ZO$A硅烷（SiH4）+氧+乙硼烷（B2H6）硅烷（SiH4）+氧化亚氮（N2O）+磷烷六氟化钨（WF6）+氢1Q0Z7^.g1}$~W六氯化钼（MoCl6）+氢j$f(p4k.^)@+?CVD离子注入CVD$k2a7w!r.R7oCVD*D~!}!z,J3Z3x8?5p|/r9~CVDM;p7\6R/uz3、掺杂混合气：在半导体器件和集成电路制造中，将某些杂质掺入半导体材料内，使材料具有所需要的导电类型和一定的电阻率，以制造电阻、PN结、埋层等。掺杂工艺所用的气体称为掺杂气体。主要包括砷烷、磷烷、三氟化磷、五氟化磷、三氟化砷、五氟化砷、三氟化硼、乙硼烷等。通常将掺杂源与运载气体（如氩气和氮气）在源柜中混合，混合后气流连续注入扩散炉内并环绕晶片四周，在晶片表面沉积上掺杂剂，进而与硅反应生成掺杂金属而徙动进入硅。常用掺杂混合气：1V.F#O)k-R(j(t类型组份气稀释气7}p5]1[2D:n,`!WW备注-U~!Cb0[6Qs'f硼化合物*E3z9|x$`0U:\x0t磷化合物|*e3乙硼烷（B2H6）、三氯化硼（BCl3）、溴化硼（BBr3）磷烷（PH3）、氯化磷（PCl3）、溴化磷（PBr3）砷烷（AsH3）、三氯化砷（AsCl3）(D:O(m6r0R.r2o氦、氩、氢氦、氩、氢)v6[9p0l,F*w^;x,w9h,Q*E6m氦、氩、氢3L2kF7c4|(\:u0F砷化合物$C'x$X/K8ps$V)p8R2^3?,a+h+QV;?,`#l*C4、蚀刻混合气：蚀刻就是将基片上无光刻胶掩蔽的加工表面（如金属膜、氧化硅膜等）蚀刻掉，而使有光刻胶掩蔽的区域保存下来，以便在基片表面上获得所需要的成像图形。蚀刻方法有湿法化学蚀刻和干法化学蚀刻。干法化学蚀刻所用气体称为蚀刻气体。蚀刻气体通常多为氟化物气体（卤化物类），例如四氟化碳、三氟化氮、三氟甲烷、六氟乙烷、全氟丙烷等。常用蚀刻气体如下表：3i$O8o$I5|#M材质蚀刻气体5UUx:M@6b:m铝（Al）铬（Cr）钼（Mo）铂（Pt）8Q${3X(J!gN9U聚硅硅（Si）钨（W）%l$N7y%[$f(@'L6q7L氯硅烷（SiCl4）+氩、四氯化碳（CCl4）+（氩、氦）四氯化碳（CCl4）+氧、四氯化碳（CCl4）+空气二氟二氯化碳（CCl2F2）+氧、四氟化碳（CF4）+氧%n4@!P6{8~/a:Y,Ia三氟三氯乙烷（C2Cl3F3）+氧、四氟化碳（CF4）+氧四氟化碳（CF4）+氧、乙烷（C2H6）+氯s,P,y1L5u0R*ds四氟化碳（CF4）+氧8f,G7I/G2N9q四氟化碳（CF4）+氧5、其它电子混合气：-63w%G4B0h+q7n:_(f:gX%C序号(q-aV*G(o/fY0^组份气.[:\9z!N3D(c稀释气'r$q2@!s2F%Np%组份气含量范围0Z(U;}x%E'Q[-|125y6v|#r4?:]0E1y/t348V3_(_)n7W/LP3L5$}#H:UE%@%}1}67}3h'T*S8M1k#?:y7v$P77O7Yy2V)[.A(g(X,D8u$u+]$L;n$x6S-H,l92`.H6m:L'm10!N5f)m*_$P+x?氯化氢（HCl）%]2S`}0n,{5n1A%E#N8?硒化氢（H2Se）锗烷（GeH4）磷烷（PH3）砷烷（As2H3）0Q;}'Q])[2X&qQ乙硼烷（B2H6）)F$W%~%h-A(l/y*L9X/`-y硅烷（SiH4）#s3}c!k,^)Q二乙基碲（C2H5）2Te*n2x#`m._#W/X'H-Gf氯（Cl2）一氧化碳（CO）氧、氮!mvQ'{-c#Uz6X0X/L+r!o氩、氦、氢、氮6}!Y*x-[/\,Q/H氩、氦、氢、氮6}v$_3k9S!y,z9^#u氩、氦、氢、氮氩、氦、氢、氮氩、氦、氢、氮氩、氦、氢、氮+q*tz8d7^5o)e氩、氦、氢、氮#@'g*O0Ej+b氮六氟化硫(t:J3f!u5F*y1—10%$Z+k/z![5U!H5—5000×10-61—5%5—5000×10-6、0.5—15%5—5000×10-6、0.5—15%5—5000×10-6、1%#v8b5?*N9S/Dn,Q%A0.5—15%5—150×10-67@3u/m5U$K28%22%(D.Z/Bf/o