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1、半导体行业常用气体介 绍 Revised by Petrel at 2021 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。2、错烷（GeH4）:剧毒。金属错是一 种良好的半导体材料，错烷在电子工业中主要用于化学气相淀积，形成各种不 同的硅错合金用于电子元器件的制造。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
2、化学气相淀积、外延GdP 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。4、碑烷（AsH3）:剧毒。主要用于外延和离子注入工艺中的n型 掺杂剂。5、氢化钱（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
3、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/CC14.NF3/HC1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。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）和硅化起（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。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
4、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）: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错烷剧毒金属错是一种良好的半导体材料错烷在电子工磷扩散的杂质源同时也用于多晶硅化学气相淀积外延材料离子注入工艺化合物半导体的工艺磷硅玻璃钝化膜制备等工艺中碑烷剧毒主要用于外延和离子注入工艺中的型掺杂剂氢化钱剧毒用作制造型硅半导体时的气相掺杂剂乙硼烷窒料三氟化硼有毒极强刺激性主要用作型掺杂剂离子注入源和等离子刻蚀气
5、体三氟化氮毒性较强主要用于化学气相淀积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用于硅化合物的蚀刻既用于的蚀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0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 硅
6、烷（SiH4）氯硅烷 氨、氮、氢、氮氨、1234（SiC14）二氯二氢硅 氨、氢、氮氨、氮、(SiH2C12)乙硅烷(Si2H6)氢、氮氨、氮、氢、氮 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：膜的种类 混合气组成 生成方法 半导体膜绝 缘膜导体膜 硅烷（SiH4）+氢二氯二氢硅（SiH2C12）+氢氯硅烷（SiC14）+氢硅烷（SiH4）+甲 烷（CH4）硅烷（SiH4）+氧硅烷（SiH4）+氧
7、+磷烷（PH3）硅烷（SiH4）+氧+乙硼 烷（B2H6）硅烷（SiH4）+氧化亚氮 CVDCVDCVD离子注入 CVDCVDCVDCVD 离子注 入 CVDCVDCVD（N20）+磷烷六氟化钩（WF6）+氢六氯化 钳（MoC16）+氢 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。主要包括碑烷、磷烷、三氟化磷、五 氟化磷、三氟化碑、五氟化碑、三氟化硼、乙硼烷等。通常将掺杂源与运载气 体（如氮气和氮气）在源柜中混合，混合后气淀积制作二氧化硅薄膜氮化硅薄膜多晶硅隔
8、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错烷剧毒金属错是一种良好的半导体材料错烷在电子工磷扩散的杂质源同时也用于多晶硅化学气相淀积外延材料离子注入工艺化合物半导体的工艺磷硅玻璃钝化膜制备等工艺中碑烷剧毒主要用于外延和离子注入工艺中的型掺杂剂氢化钱剧毒用作制造型硅半导体时的气相掺杂剂乙硼烷窒料三氟化硼有毒极强刺激性主要用作型掺杂剂离子注入源和等离子刻蚀气体三氟化氮毒性较强主要用于化学气相淀积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用于硅化合物的蚀刻既用于的蚀流连续注入扩散炉内并环绕晶片 四
9、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：类型 组份气 稀释气 备注 硼化合物 磷化合物 不申化合物 乙硼烷（B2H6）、三氯化硼（BC13）、澳化硼（BBr3）磷烷（PH3）、氯化磷（PC13）、澳 化磷（PBr3）碑烷（AsH3）、三氯化li申（AsC13）氨、氮、氢 氨、氨、氢 氨、氨、氢 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（
10、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：材质 蚀刻气体 铝（A1）珞 氯硅烷（SiC14）+氮、四氯化碳（CC14）+（氮、M）四氯化碳（Cr）韦目（CC14）+氧、四氯化碳（CC14）+空气二氟二氯化碳（CC12F2）+(Mo)钳 氧、四氟化碳（CF4）+氧三氟三氯乙烷（C2C13F3）+氧、四氟化（Pt）聚硅 碳（CF4）+氧四氟化碳（CF4）+氧、乙烷（C2H6）+氯四氟化碳 硅（Si）鹄（CF4）+氧四氟化碳（CF4）+氧 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
11、可用于制作太阳能电池光导纤维和光电传感器等错烷剧毒金属错是一种良好的半导体材料错烷在电子工磷扩散的杂质源同时也用于多晶硅化学气相淀积外延材料离子注入工艺化合物半导体的工艺磷硅玻璃钝化膜制备等工艺中碑烷剧毒主要用于外延和离子注入工艺中的型掺杂剂氢化钱剧毒用作制造型硅半导体时的气相掺杂剂乙硼烷窒料三氟化硼有毒极强刺激性主要用作型掺杂剂离子注入源和等离子刻蚀气体三氟化氮毒性较强主要用于化学气相淀积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用于硅化合物的蚀刻既用于的蚀 (W)5、其它电子混合气：-6 序号 组份气 组份气含量范用 12345678910 氯化氢(HC1)硒
12、化 氢(H2Se)错烷(GeH4)磷烷(PH3)碑烷(As2H3)乙硼烷(B2H6)硅烷(SiH4)二乙基晞(C2H5)2Te 氯(C12)一氧化碳(C0)氧、氮氮、氨、氢、氮氮、氮、氢、氮氮、氨、氢、氮氮、氨、氢、氮氮、氨、氢、氮氫、氨、氢、氮氫、氮、氢、氮氮六氟化 硫 稀释气 l-10%55000X10-61 5%5 5000X10-6 0.5 15%5 5000X10-6.0.5 15%5 5000X10-6、l%0.5 15%5 150X10-628%22%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错烷剧毒金属错是一种良好的半导体材料错烷在电子工磷扩散的杂质源同时也用于多晶硅化学气相淀积外延材料离子注入工艺化合物半导体的工艺磷硅玻璃钝化膜制备等工艺中碑烷剧毒主要用于外延和离子注入工艺中的型掺杂剂氢化钱剧毒用作制造型硅半导体时的气相掺杂剂乙硼烷窒料三氟化硼有毒极强刺激性主要用作型掺杂剂离子注入源和等离子刻蚀气体三氟化氮毒性较强主要用于化学气相淀积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用于硅化合物的蚀刻既用于的蚀