半导体行业常用气体介绍.doc

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$ P
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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。
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。
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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 MOCVD
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氯硅烷（ SiCl4 ） +氢
CVD
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硅烷（ SiH4） +甲烷（ CH4 ）
离子注入 CVD
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硅烷（ SiH4） +氧 " U6 H: b7 v. W) Y
CVD
硅烷（ SiH4） +氧 +磷烷（ PH3 ） %~. d: N; CVD' k9 I* m$ @,
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
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。
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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
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
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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
氦、氩、氢、氮 {( k6 u7
D( {8 L4 Y# T, H2 W1 D0 C3 H
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乙硅烷（ Si2H6 ）
氦、氩、氢、氮
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1 P4 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/
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O, X* t' c0 t
半导体膜 + m" 硅烷（ SiH4） +氢 / s: v% u# d" f$ Q
CVD
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二氯二氢硅（ SiH2Cl2 ） +氢 7 ]4 ?0 t3 v CVD! d( s4 |:
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。 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：
外延是一种
序号
组份气体
稀释气体
1 氦、氩、氢、氮
2
硅烷（ SiH4）
氦、氩、氢、氮 5 X- t) ?%
3. W' D" 氯硅烷（ SiCl4 ）
c" H u: ]+ A# 二氯二氢硅（ SiH2Cl2 ） ( b+ C
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-
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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 等离子刻蚀气体。
P 型掺杂剂、离子注入源和
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 、
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
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CVD* D ~! }! z, J3 Z3
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六氯化钼（ MoCl6 ） +氢
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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
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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