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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。, F X+ B2 Y# _$ V 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。$ k6 B/ ?6 “ b 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 Ga
2、P 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。2 L/ F) Q% |) 1 o5 k 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。 9 ?, D- B P3 S9 s 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
3、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 ; |8 K, h* r: C, B 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
4、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$ P L$ V o 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0 z/ Z A X2 - J 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
5、（）、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 1 2 3. W D“ u: + A# D( 8 L4 | 4%D5 z“ 硅烷（ SiH4） 氯硅烷（ SiCl4 ） 二氯二氢硅（SiH2Cl2 ）( b+ C Y# T, H2 W1 D0 C3 H 乙硅烷（ Si2H6） 氦、氩、氢、氮 氦、氩、氢、氮 5 X- t) ?% c“ H 氦、氩、氢、氮( k6 u7 g* o/ a 氦、氩、氢、氮 h( e) q 1 P4
6、 y# C/ l: G9 Z8 f 2、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：; O X2 m) W; # o4 t( S: m 膜的种类混合气组成8 T! r. M1 ! o! 4 W! ; g: 生成方法 3 W0C! y2 f/ $ x/ t O, X* t c0 t 半导体膜 + m“ 硅烷（ SiH4）+氢/ s: v% u# d“ f$ Q CVD s, H1 ) X) 二氯二氢硅（
7、SiH2Cl2 ）+氢 7 4 ?0 t3 v CVD! d( s4 |: b4 , d p CVD k9 I* m$ , 8 X: k; H#F O$ A j$ f( p4 k. ) + ? H; ?, e8 z 硅烷（ SiH4）+氧+乙硼烷（ B2H6 ）CVD 绝缘膜 “ C9 硅烷（ SiH4）+氧化亚氮（ N2O）+磷烷离子注入CVD$ k2 a7 Z* N/ ( m6 六氟化钨（ WF6）+氢 1 Q0 Z7 . g1 $ “ w! r. R7 o o/ X K+ b1 W CVD* D ! ! z, J3 Z3 Y, e 六氯化钼（ MoCl6 ）+氢x8 ?5 p“ |/ r
8、9 CVD“ M; p7 6 R/ u z 导体膜2 w5 , P. w# _/ h- “ D“ c1 l %V! |5 F8 y. P7 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、P N 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：
9、1 V. F# O) k- R( j( t 稀释气 备注- 类型组份气 7 p5 1 U ! 2 D: n, ! C“ b0 6 W W Q s f 硼化合物 * E3 z9 | x$ 0 U: “ x0 t 磷化合物 “ |* e3 氦、氩、氢 乙硼烷（ B2H6）、三氯化硼（BCl3）、溴化 硼（BBr3） 氦、氩、氢 ) v6 9 p0 l, F* w“ ; x, w9h, Q* E6 m 磷烷（PH3）、氯化磷（ PCl3）、溴化磷（PBr3） 砷烷（AsH3）、三氯化砷（ AsCl3）( D: O( m6 r0 R. r2 o 氦、氩、氢 3 L2 k“ F7 c4 s$ V) p8
10、 R2 |( : u0 F 砷化合物 $ C x$ X/ K8 p 3 ?, a+ h+ Q V; ?, # l* C 4、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： 3 i$ O8 o$ I5 |# M 材质 蚀刻气体5 U U x: M 6 b: m 铝（Al） 铬（Cr） 钼（Mo
11、） 铂（Pt）8 Q$ 3 X( J! g N9 U 聚硅 硅（Si） 钨（W ）% l$ N7 y% 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, I“ a 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, y1 L5 u0 R* d s 四氟化碳（ CF4）+氧 8 f, G7 I/ G2 N9 q 四氟化碳（ CF4）+氧 $ f( L6 q
12、7 L 5、其它电子混合气：-6 3 w% G4 B0 h+ q7 n: _( f: g X% C 序号( q- a“ V* 组份气 . : 9 z! N3 稀释气 r$ q2 组份气含量范围0 G( o/ f Y0 D( c ! s2 F%N“ p% Z( U; x% E Q - | 氧、氮 ! m v“ Q - c# U z6 X0 X/ 氯化氢（ HCl）% 2 1 25 y6 v |# r4 ?: 0 E1 y/ t 3 48 V3 _( _) n7 W/ L P3 L % 1 67 3 h T* S8 M1 k# ?: y7 v$ P 77 O7 Y“ y2 V) . A( g( X
13、, D 8 u$ u+ $ L; n$ x6 S- H, l 92 . H6 m: L m 10! N5f) m* _$ P+ x ? L+ r! o 氩、氦、氢、 氮 6 ! Y* x- / , Q/ H 氩、氦、氢、 氮 6 “ v$ _3 k9 S! y, z9 # u 氩、氦、氢、 氮 氩、氦、氢、 氮 氩、氦、氢、 氮 氩、氦、氢、 氮+ q* t“ z8 d7 5 o) e 氩、氦、氢、 氮# g* O0 S 0 n, 5 n1 A% E# N8 ? 硒化氢（ H2Se） 锗烷（ GeH4 ） 磷烷（ PH3） 砷烷（As2H3 ） 0 Q; 5$ # H: U E%Q ) 2 X
14、& q“ Q 乙硼烷（ B2H6） ) F$ W%h- A( l/ y* L9 X/ - y 硅烷（ SiH4）# s3 c! k, ) Q 二乙基碲（C2H5） 2Te* n2 x# “ m. _# W/ X H- G f 氯（Cl2） 一氧化碳（C O） 110%$ Z+ k/ z! 5 U! H 5500010-6 15% 5500010-6 、 0.5 15% 5500010-6 、 0.5 15% 5500010-6 、1%# v8 b5 ?* N9 S/ D n, Q% A 0.5 15% 515010-6 7 3u/ m5 U$ K 28% 22%( D. Z/ B f/ o E“ j+ b 氮 六氟化硫 ( t: J3 f! u5 F* y