新版半导体行业常用气体介绍.pdf

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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
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
s, H1 ~) X) 二氯二氢硅（ SiH2Cl2 ）+氢 7 ]4 ?0 t3 v CVD! d( s4 |:
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,
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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）
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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$ @,
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。 % D! Q. A$ P
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12、四氟化碳（ CF4）：作为等离ຫໍສະໝຸດ Baidu蚀刻工艺中常用的工作气体，是二氧化硅、
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 GaP材料、离子注入工艺、 化合物半导体的 MOCVD
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
1
氦、氩、氢、氮
2
硅烷（ SiH4）
氦、氩、氢、氮 5 X- t) ?%
3. W' D" 氯硅烷（ SiCl4 ）
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u: ]+ A# 二氯二氢硅（ SiH2Cl2）( b+ C
氦、氩、氢、氮 {( k6 u7
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乙硅烷（ Si2H6）
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：
序号 组份气体
稀释气体
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、
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
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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六氯化钼（ MoCl6） +氢
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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、 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： 1 V. F# O) k- R( j( t
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