半导体常见气体的用途

1、.半导体常见气体的用处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。/ m  v  ! k1 T  K7 a/ v- X- 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。% R5 6 t! A l& A7 7 I& E 

2、0;I3、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。8 " q! u9 Y0 p$ U4 g' j4、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。  s; z3 e' 3 G. 4 u5、氢化锑SbH3：剧毒。用作制造n型硅半导体时的气相掺杂剂。" N8 Q' , 3 D+ z4 j6、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，

3、它也曾作为高能燃料用于火箭和导弹的燃料。8 Y1 t. i4 y. N' N2 % 8 x3 c. H8 M3 p7、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。  p- C; o8 2 Y% s: Z1 Y8、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。G% X0 Z5 u9 a" D9、

4、三氟化磷PF3：毒性极强。作为气态磷离子注入源。/ O$ t: O6 v  a _- K10、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。+ 2 A8 f5 h" u6 a+ g ; H/ b11、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。  f3 J, i  : Q8 U5 M4 I 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

5、、氮化硅的等离子蚀刻剂。6 Z, m1 k# A  z L; e13、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。 2 O% 0 5 h- - f14、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。" K5 o$ F9 X+ N% o4 e3 L0 g: N; , G3 k" l W" Y- ! M1 p半导体工业常用的混合气体1 Z4 S b d$ K9 F1、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

6、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： P, K- S, O, L# K W8 8 q6 i8 B 1 r, Q, S% d, |& O$ y5 |; z 序号7 C: F0 q6 D$ H. H" Z$ X  K组份气体% y5 l k. S5 W 5 K稀释气体+ H N F; _3 Y F/ d" _! v1, b/ E A7 a1 N' P- o28 M+ U2 g7 _4

7、Z3# Z U/ S& t/ R5 b S* 4. X9 a - P+ e: 5 g硅烷SiH4/ |# Q# P/ h8 u9 P5 s氯硅烷SiCl4    q # E8 二氯二氢硅SiH2Cl2; F j n: |. 8 a6 y乙硅烷Si2H6 k/ 5 z. g# Q# a氦、氩、氢、氮 e  a; F/ W0 y0 P氦、氩、氢、氮# g  r* V4 w, ' m氦、氩、氢、氮7 k2 X9 h6 Z7 F8 m8 d e' q7 T氦、氩、氢、氮8 B6 e9 ?* b *

8、Q! a2 B8 O4 0 h5 _. g; 8 G0 # F2、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。根据成膜种类，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：: U+ A- Q/ M" B7 y# q' X j- J y/ N2 b. B; l' + o+ I- j. z# g膜的种类: ' z- J  ' c* X. " e7 S. P# f混合气组成 Q$ O$ K9 b0 S$ f* ;

9、 e5 q生成方法8 ! G- w# A: F4 T L半导体膜  J. Y, v# a4 x$ e$ c " L. 8 G3 ?* P6 J; A X: s, P' v" w4 w; m U, z# e3 I: # u+ 2 B9 d q绝缘膜 C0 Z! u3 y7 F K9 l2 / l * # o E7 l+ b, y  o* d* G6 6 t- R0 N6 l$ p N6 f+ : s5 * + j+ N# v- c" |导体膜, O# a$ M1 w. u, w6 " k / b, F B5

10、m# c. % Y2 l! |7 J硅烷SiH4+氢: e+ M/ D! $ j; s; s+ I* m5 p9 ?二氯二氢硅SiH2Cl2+氢5 S: 2 + Z- J. D氯硅烷SiCl4+氢  D; v. u3 t0 g4 / C9 I硅烷SiH4+甲烷CH4 5 8 I* d- g9 硅烷SiH4+氧" K" n0 j3 V2 . 2 a硅烷SiH4+氧+磷烷PH39 F, H$ O: |, q I# C5 W* W1 X% i 硅烷SiH4+氧+乙硼烷B2H64 i3 |9 w. e0 - d/ x硅烷SiH4+氧化亚氮N2O+磷烷2 * f9

11、 Q2 h Q+ i六氟化钨WF6+氢0 O* q- s% t N1 0 u# x* Y六氯化钼MoCl6+氢+ K" 2 I# / / O8 b- j0 CVD z8 _* R  Y+ 0 G. M, CVD$ % z8 _+ Y x8 L- 9 J7 CVD' b0 y: q. _. C# R: r" E" k* q离子注入CVD* |# E. ?/ G9 CVD D4 d- D! k7 r, a$ q; U, YCVD" E* d' W1 V ?# U, r; v D cCVD9 N8 2 x% z8 d3 D1

12、 W0 L+ _离子注入CVD5 p/ S7 b6 9 7 u9 Z% R* p  v CVD 4 P5 p' n5 L* gCVD8 _6 _' D/ . P; X5 K5 ; c4 Z$ % v0 H5 Z: 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

13、片外表沉积上掺杂剂，进而与硅反响生成掺杂金属而徙动进入硅。常用掺杂混合气：$ M4 Z+ S/ V0 m9 S, b WE4 m3 Q+ ?% B5 F& u   9 f0 p 类型3 L; o4 n. p  U6 k组份气0 + K8 G" _4 ' - l+ e稀释气% C Z, 9 d6 q备注4 R3 a c: b8 P硼化合物0 R* O, D o7 c6 j4 M磷化合物' A砷化合物0 v' o7 K" G H  B$ E 乙硼烷B2H6、三氯化硼BCl3、溴化硼BBr

14、3# X5 y, p; h2 U0 E2 z$ h q M3 |磷烷PH3、氯化磷PCl3、溴化磷PBr34 W6 b. 3 L8 f砷烷AsH3、三氯化砷AsCl3$ p8 f2 5 & Y N  |. u氦、氩、氢- n, ; 5 C j7 M0 u氦、氩、氢, _ x; q O! E& 2 d氦、氩、氢3 : U" 1 v! q% t: s R- ! m7 s7 W! ' k4 u1 . s. : k! n A0 " x. B. F4、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

15、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：6 * Y; s, ?+ v" k' C6 l1 D 2 a9 D7 - ?3 y5 R; q' x1 d E2 B 材质/ C u3 + S+ C! 蚀刻气体6 A' W: 8 L5 Y2 l0 o; K铝Al, S$ S8 p8 b0 T, k铬Cr! T6 O0 / / L i, Z! Q钼Mo" * T0

16、 o/ 5 W, : l5 ?$ w x& k8 S: P铂Pt% c- W" ?6 H1 r, c6 i  g聚硅: d$ P# % |  O4 ?, J+ D F5 B0 w6 P硅Si; 1 l$ T2 N! u5 Y T# 1 u1 h* ' 钨W1 h c0 w' m1 s. ?" $ R; j" Z氯硅烷SiCl4+氩、四氯化碳CCl4+氩、氦: i- h! t" + g6 F四氯化碳CCl4+氧、四氯化碳CCl4+空气; u  U7 D; h% 0 N9 h

17、# H' G i二氟二氯化碳CCl2F2+氧、四氟化碳CF4+氧* % ! i1 G' r: Q! x三氟三氯乙烷C2Cl3F3+氧、四氟化碳CF4+氧4 B+ h7 j, T% E/ I9 X; y四氟化碳CF4+氧、乙烷C2H6+氯6 y# K% & R% E四氟化碳CF4+氧5 U2 y9 p2 n. Y0 J2 C四氟化碳CF4+氧6 # X1 s6 x# C8 i9 c; a2 e  R- F0 v4 J5、其它电子混合气：-6- B, S8 : " h* b' * N1 b9 R + G, i# l7 z! B: q5

18、w4 序号 I% G; y, x! g4 L J T2 U3 |组份气# o7 g/ P# p' F. q8 L D稀释气3 S% v0 G/ R$ 4 Z8 u- j组份气含量范围$ o4 M V: R' W- T6 w1 m, m E  z4 i: C I8 R6 g24 k' T3 k# L, D. k8 p+ v# y9 G2 h37 K; 9 |2 R8 U. U" y49 ?- Y3 i. Y$ k  R1 P5% p: W7 D m2 q, G6- D' J% , M# 7 h8 P$ D% 9 I

19、9 G g7/ f9 W% i# j6 / g+ r% s' K8 F$ d  & ?- B2 b/ g; j9 T  G9 s+ B7 ; N8 w" F. T! e1 10; Z" r  I m/ T氯化氢HCl, Y: v$ J- r% a+ S% : ?6 ! g U硒化氢H2Se0 o4 m: C/ v- m8 Q* t锗烷GeH4  ! E  S9 8 d, z3 F磷烷PH34 P+ y/ $ C+ T8 I! q! q砷烷As2H35 9 | " 9 G4 乙硼烷B2H6' g5 M5 |/ K* o6 g% |  J5 E硅烷SiH4! , e* V v4 N9 ?二乙基碲C2H52Te2 E1 P$ d% o/ c+ w氯Cl2  C9 ?* z4 1 v. N: U一氧化碳CO+ p5 e8 i! h2 t; e  Q氧、氮8 g" X1 k0 t; e! Q氩、氦、氢、氮O: q; E9