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特种气体应用于半导体行业
半导体工业常用的纯气
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、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。
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工艺、磷硅玻璃(PSG)钝化膜制备等工艺中。
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。
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;l4、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。
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
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:
序号
组分气体
稀释气体
1
硅烷(SiH4)
氦、氩、氢、氮
2
氯硅烷(SiCl4)
氦、氩、氢、氮
3
二氯二氢硅(SiH2Cl2)
氦、氩、氢、氮
4
乙硅烷(Si2H6)
氦、氩、氢、氮
化学气相沉积和气体应用
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