半导体行业常用气体介绍

1、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。2、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。3、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 MOCV工艺、磷硅 玻璃PSG钝化膜制备等工艺

2、中。4、 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。5、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；

3、NF3/CCI4、NF3/HC1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。10、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。12、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

4、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1、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外表上 的过程。常用外延混合气组成如下表：组份气体硅烷SiH41氯硅烷SiCl42二氯二氢硅SiH2CI23乙硅烷Si2H64稀释气体氦、氩、氢、氮 氦、氩、氢、氮 氦、氩、氢、氮

5、 氦、氩、氢、氮膜的种类半导体膜混合气组成生成方法绝缘膜导体膜硅烷SiH4+ 氢二氯二氢硅SiH2CI2+氢 氯硅烷SiCI4+ 氢硅烷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+氧化亚氮N2O +磷烷 六氟化钨WF6 + 氢六氯化钼MoCI6 +氢CVDCVDCVD离子注入CVDCVDCVDCVD离子注入CVDCVDCVD2、化学气相淀积CVD用混合气：CVD是利用挥发性化合物，通过气相化学反响淀积某 种单质和化合物的一种方法，即应用气相化学反响的一种成膜方法。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

6、几类化学气相淀积混合气的组成：3、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，在晶片外表沉积上掺杂剂，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：类型组份气稀释气备注硼化合物磷化合物砷化合物乙硼烷B2H6、三氯化硼BCI3、溴化硼BB 磷烷PH3、氯化磷PCI3 、溴化磷PB 砷烷As

7、H3、三氯化砷AsCI3 氦、氩、氢氦、氩、氢氦、氩、氢4、蚀刻混合气：蚀刻就是将基片上无光刻胶掩蔽的加工外表如金属膜、氧化硅膜等 蚀刻掉，而使有光刻胶掩蔽的区域保存下来，以便在基片外表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：材质蚀刻气体铝AI 铬Cr钼M0铂Pt聚硅硅Si钨W氯硅烷SiCI4 +氩、四氯化碳CCI4 + 氩、氦 四氯化碳CCI4 +氧、四氯化碳CCI4 +空气 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、其它电子混合气：-6序号组份气稀释气组份气含量范围1 氯化氢HCI氧、氮1 10%2 硒化氢H2Se氩、氦、氢、氮55000X10-63 锗烷GeH4氩、氦、氢、氮1 5%45678910磷烷PH3 砷烷As2H3 乙硼烷B2H6硅烷SiH4二乙基碲C2H5 2Te氯CI2一氧