半导体行业常用气体介绍 5页

'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。*f-j6O8A5G"@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。0g,`5^1D6a0]5F7、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。${"h+|(E/$R(X*c$R8、三氟化氮（NF3）：毒性较强。主要用于化学气相淀积（CVD）装置的清洗。三氟化氮可以单独或与其它气体组合，用作等离子体工艺的蚀刻气体，例如，NF3、NF3/Ar、NF3/He用于硅化合物MoSi2的蚀刻；NF3/CCl4、NF3/HCl既用于MoSi2的蚀刻，也用于NbSi2的蚀刻。/S"V0L(^%j8u6d2H4~  a9、三氟化磷（PF3）：毒性极强。作为气态磷离子注入源。3`;|8K,h*r:C,B10、四氟化硅（SiF4）：遇水生成腐蚀性极强的氟硅酸。主要用于氮化硅（Si3N4）和硅化钽（TaSi2）的等离子蚀刻、发光二极管P型掺杂、离子注入工艺、外延沉积扩散的硅源和光导纤维用高纯石英玻璃的原料。0F2s+?%U,Q11、五氟化磷（PF5）：在潮湿的空气中产生有毒的氟化氢烟雾。用作气态磷离子注入源。%D!Q.A$P  L$Vo12、四氟化碳（CF4）：作为等离子蚀刻工艺中常用的工作气体，是二氧化硅、氮化硅的等离子蚀刻剂。5h  u0L3W7s#a)W13、六氟乙烷（C2H6）：在等离子工艺中作为二氧化硅和磷硅玻璃的干蚀气体。#SM,j4h,`4s!J14、全氟丙烷（C3F8）：在等离子蚀刻工艺中，作为二氧化硅膜、磷硅玻璃膜的蚀刻气体。1s-u1C5K*`5G6e *z-C2j1f6T+g7d)l.a6{半导体工业常用的混合气体0z/Z  AX2@-J1、外延（生长）混合气：在半导体工业中，在仔细选择的衬底上选用化学气相淀积的方法，生长一层或多层材料所用的气体叫作外延气体。常用的硅外延气体有二氯二氢硅（）、四氯化硅（）和硅烷等。主要用于外延硅淀积、氧化硅膜淀积、氮化硅膜淀积，太阳能电池和其它光感受器的非晶硅膜淀积等。外延是一种单晶材料淀积并生长在衬底表面上的过程。常用外延混合气组成如下表：+b+D!l$e$s  C#Y3D(?4p#_.H+`)M"J"R.J  {序号:K  N5r3{  a(o3e6U2a"V#V#Y组份气体-J;M8_$@/f%d:h稀释气体"D9d-M0L%h4Q/U:V*y:k2[11L%?0N8L4M%w6r(9k,e8Q2"F%q(C%u8{0~6bO(Y3.W"D"u:]+A#D({8L4|4%D5z"h(e)q硅烷（SiH4）,D7a!N4a2?4:l3氯硅烷（SiCl4）  t*J+R"](].k二氯二氢硅（SiH2Cl2）(b+CY#T,H2W1D0C3H乙硅烷（Si2H6）;L(O5e3_!L  V氦、氩、氢、氮_9g)X/a;w&H.7q氦、氩、氢、氮5X-t)?%c"H氦、氩、氢、氮{(k6u7g*o/a氦、氩、氢、氮-@  m3v)^5G1C:[(t1P4y#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:m0q"t9U4`8s!P)sP膜的种类$?4k/w,])`.h#{8w/YG混合气组成8T!r.M1!o!]4W!};g:~$x/t生成方法3W0C!y2f/O,X*t"c0t半导体膜+m"s,H1~)X)b4`,d,j5])e.~(f:m.l!F*`/H)`%|2^$d%y0l,gz&j"W  d7N8X:k;H#FH;?,e8z硅烷（SiH4）+氢/s:v%u#d"f$Q二氯二氢硅（SiH2Cl2）+氢7]4?0t3vp&b7A:`氯硅烷（SiCl4）+氢;M;P0X1Z"m$@3j;r)V硅烷（SiH4）+甲烷（CH4）:p0n/e+o,V6}p;v8I硅烷（SiH4）+氧"U6H:b7v.W)Y硅烷（SiH4）+氧+磷烷（PH3）%~.d:N;O$A硅烷（SiH4）+氧+乙硼烷（B2H6）CVD"r,O"W8[.U8D!CCVD!d(s4|:|  d+]6lCVD2y"|1|5L+R2R-K3a,d0K+O5n离子注入CVD7?;{0u  |;k,fCVD"A6~2H,A(I%v.h6J%x:hCVD"k9I*m$@,j$f(p4k.^)@+?CVD 绝缘膜"C9Z*N/}(m6o/X"K+b1Y,e1R$b-k%P  E*N;H5-J.N%}0c"D0Z3N9R)b.V2O"C1V)O2x"c*n*h导体膜2w5},P.w#_/h-{"D"c1l%V!|5F8y.P7Z(V+U*^%w5I$U2|!_*m4N硅烷（SiH4）+氧化亚氮（N2O）+磷烷(r+P$J7{2c  h"i六氟化钨（WF6）+氢1Q0Z7^.g1}$~"W六氯化钼（MoCl6）+氢!z1E2[!^!};P/D!E9D4v+e)p+~!K9y离子注入CVD$k2a7w!r.R7oCVD*D~!}!z,J3Z3x8?5p"|/r9~CVD"M;p76R/uz.j4K%m7G  |*e4L3、掺杂混合气：在半导体器件和集成电路制造中，将某些杂质掺入半导体材料内，使材料具有所需要的导电类型和一定的电阻率，以制造电阻、PN结、埋层等。掺杂工艺所用的气体称为掺杂气体。主要包括砷烷、磷烷、三氟化磷、五氟化磷、三氟化砷、五氟化砷、三氟化硼、乙硼烷等。通常将掺杂源与运载气体（如氩气和氮气）在源柜中混合，混合后气流连续注入扩散炉内并环绕晶片四周，在晶片表面沉积上掺杂剂，进而与硅反应生成掺杂金属而徙动进入硅。常用掺杂混合气：1V.F#O)k-R(j(t:o8L(mS"b$~#_$n$|(}类型p6f1b2{8z1c组份气-F(A#S,}3C!f稀释气7}  p5]1[2D:n,`!W  W备注-U  ~!C"b0[6Qs"f硼化合物*E3z9|x$`0U:"x0t磷化合物"|*e3k"F7c4乙硼烷（B2H6）、三氯化硼（BCl3）、溴化硼（BBr3）#X0m"]9D4O5P"a磷烷（PH3）、氯化磷（PCl3）、溴化磷（PBr3）*L9X8h(S6|砷烷（AsH3）、三氯化砷（AsCl3）(D:O(m6r0R.r2o氦、氩、氢*k0Y/K(O*^/B7F9L-O氦、氩、氢)v6[9p0l,F*w"^;x,w9h,Q*E6m氦、氩、氢3-Z-{$j,}/R#u/r |(:u0F砷化合物$C"x$X/K8pL2s$V)p8R2^3?,a+h+Q  V;?,`#l*C4、蚀刻混合气：蚀刻就是将基片上无光刻胶掩蔽的加工表面（如金属膜、氧化硅膜等）蚀刻掉，而使有光刻胶掩蔽的区域保存下来，以便在基片表面上获得所需要的成像图形。蚀刻方法有湿法化学蚀刻和干法化学蚀刻。干法化学蚀刻所用气体称为蚀刻气体。蚀刻气体通常多为氟化物气体（卤化物类），例如四氟化碳、三氟化氮、三氟甲烷、六氟乙烷、全氟丙烷等。常用蚀刻气体如下表：8V"l6G"g#l6Y3i$O8o$I5|#M材质8F*q2Q;W*pq"Z.D;p7j蚀刻气体5U  Ux:M  @6b:m铝（Al）7q;}j5I"K+o;E铬（Cr）-F9J1J4D*P/};i(J%{钼（Mo）%~.}#f.K%J*k2C3l铂（Pt）8Q${3X(J!gN9U聚硅*]2o/J(d9x#i+l  S3硅（Si）8D2E(`:m3A6M7B0P/}钨（W）%l$N7y%[$f(@"L6q7L氯硅烷（SiCl4）+氩、四氯化碳（CCl4）+（氩、氦）!H8N6q/w*g+_%h/R/`;l四氯化碳（CCl4）+氧、四氯化碳（CCl4）+空气$J6F"q  C  j"N1F二氟二氯化碳（CCl2F2）+氧、四氟化碳（CF4）+氧%n4@!P6{8~/a:Y,I"a三氟三氯乙烷（C2Cl3F3）+氧、四氟化碳（CF4）+氧R%V4M)k-@:Q,M;^5w四氟化碳（CF4）+氧、乙烷（C2H6）+氯"s,P,y1L5u0R*ds四氟化碳（CF4）+氧8f,G7I/G2N9q四氟化碳（CF4）+氧:T,9H3j:|9{  l3g!X*g8N:r:?"H5、其它电子混合气：-63w%G4B0h+q7n:_(f:g  X%C0A7x"?9t.d9p序号(q-a"V*G(o/f  Y0^组份气.[:9z!N3D(c稀释气"r$q2@!s2F%N"p%[-|组份气含量范围0Z(U;}  x%E"Q14V4z|*Y&z3v,S8U25y6v  |#r4?:]0E1y/t氯化氢（HCl）%]2S  `  }0n,{5n1A%E#N8?氧、氮!m  v"Q"{-c#Uz6X0X/1—10%$Z+k/z![5U!H5—5000×10-6 3)p2v0r6c$K#f0[(W%m#e48V3_(_)n7W/L  P3L5$}#H:U  E%@%}1}67}3h"T*S8M1k#?:y7v$P77O7Y"y2V)[.A(g(X,D8  u$u+]$L;n$x6S-H,l92`.H6m:L"m10!N5f)m*_$P+x  ?硒化氢（H2Se）,^3L7z;w$n6C$M锗烷（GeH4）,T$V-yp-n(m+T:v磷烷（PH3）,n7m;f%?/G;~6i砷烷（As2H3）0Q;}"Q])[2X&q"Q乙硼烷（B2H6）)F$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-G  f氯（Cl2）4{#v/D+?,P*`1C-_  ].M8V一氧化碳（CO）1g9Q"g%q-k[6D9^L+r!o氩、氦、氢、氮6}!Y*x-[/,Q/H氩、氦、氢、氮6}"v$_3k9S!y,z9^#u氩、氦、氢、氮/H  B6R+P!~1b9X#q氩、氦、氢、氮3B8e:{$w9q1i%W)W3x3g氩、氦、氢、氮/@8u8C1v9K7c氩、氦、氢、氮+q*t"z8d7^5o)e氩、氦、氢、氮#@"g*O0E"j+b氮!G3F-R,n0T(a"L.{六氟化硫(t:J3f!u5F*y/C-c-E)_)J%O%f9y1i"R,@1—5%)l2p/N)m"f5—5000×10-6、0.5—15%6l5s5v9o,E3}2|5—5000×10-6、0.5—15%$})c6]:E9M!p9A(z5—5000×10-6、1%#v8b5?*N9S/Dn,Q%A0.5—15%!r#t$c+X9A9M5—150×10-67@3u/m5U$K28%;w6t:B6M4q#`"H22%(D.Z/B  f/o'