半導體常見氣體的用途

2021-03-04 02:25:15 字數 1816 閱讀 7142

1、矽烷(sih4):有毒。矽烷在半導體工業中主要用於製作高純多晶矽、通過氣相澱積製作二氧化矽薄膜、氮化矽薄膜、多晶矽隔離層、多晶矽歐姆接觸層和異質或同質矽外延生長原料、以及離子注入源和雷射介質等,還可用於製作太陽能電池、光導纖維和光電感測器等。

2、鍺烷(geh4):劇毒。金屬鍺是一種良好的半導體材料,鍺烷在電子工業中主要用於化學氣相澱積,形成各種不同的矽鍺合金用於電子元器件的製造。

3、磷烷(ph3):劇毒。主要用於矽烷外延的摻雜劑,磷擴散的雜質源。

同時也用於多晶矽化學氣相澱積、外延gap材料、離子注入工藝、化合物半導體的mocvd工藝、磷矽玻璃(psg)鈍化膜製備等工藝中。

4、砷烷(ash3):劇毒。主要用於外延和離子注入工藝中的n型摻雜劑。

5、氫化銻(sbh3):劇毒。用作製造n型矽半導體時的氣相摻雜劑。

6、乙硼烷(b2h6):窒息臭味的劇毒氣體。硼烷是氣態雜質源、離子注入和硼摻雜氧化擴散的摻雜劑,它也曾作為高能燃料用於火箭和飛彈的燃料。

7、三氟化硼(bf3):有毒,極強刺激性。主要用作p型摻雜劑、離子注入源和等離子刻蝕氣體。

8、三氟化氮(nf3):毒性較強。主要用於化學氣相澱積(cvd)裝置的清洗。

三氟化氮可以單獨或與其它氣體組合,用作等離子體工藝的蝕刻氣體,例如,nf3、nf3/ar、nf3/he用於矽化合物mosi2的蝕刻;nf3/ccl4、nf3/hcl既用於mosi2的蝕刻,也用於nbsi2的蝕刻。

9、三氟化磷(pf3):毒性極強。作為氣態磷離子注入源。

10、四氟化矽(sif4):遇水生成腐蝕性極強的氟矽酸。主要用於氮化矽(si3n4)和矽化鉭(tasi2)的等離子蝕刻、發光二極體p型摻雜、離子注入工藝、外延沉積擴散的矽源和光導纖維用高純石英玻璃的原料。

11、五氟化磷(pf5):在潮濕的空氣中產生有毒的氟化氫煙霧。用作氣態磷離子注入源。

12、四氟化碳(cf4):作為等離子蝕刻工藝中常用的工作氣體,是二氧化矽、氮化矽的等離子蝕刻劑。

13、六氟乙烷(c2h6):在等離子工藝中作為二氧化矽和磷矽玻璃的幹蝕氣體。

14、全氟丙烷(c3f8):在等離子蝕刻工藝中,作為二氧化矽膜、磷矽玻璃膜的蝕刻氣體。

半導體工業常用的混合氣體

1、外延(生長)混合氣:在半導體工業中,在仔細選擇的襯底上選用化學氣相澱積的方法,生長一層或多層材料所用的氣體叫作外延氣體。常用的矽外延氣體有二氯二氫矽()、四氯化矽()和矽烷等。

主要用於外延矽澱積、氧化矽膜澱積、氮化矽膜澱積,太陽能電池和其它光感受器的非晶矽膜澱積等。外延是一種單晶材料澱積並生長在襯底表面上的過程。常用外延混合氣組成如下表:

2、化學氣相澱積(cvd)用混合氣:cvd是利用揮發性化合物,通過氣相化學反應澱積某種單質和化合物的一種方法,即應用氣相化學反應的一種成膜方法。依據成膜種類,使用的化學氣相澱積(cvd)氣體也不同,以下表是幾類化學氣相澱積混合氣的組成:

3、摻雜混合氣:在半導體器件和積體電路製造中,將某些雜質摻入半導體材料內,使材料具有所需要的導電型別和一定的電阻率,以製造電阻、pn結、埋層等。摻雜工藝所用的氣體稱為摻雜氣體。

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。通常將摻雜源與運載氣體(如氬氣和氮氣)在源櫃中混合,混合後氣流連續注入擴散爐內並環繞晶元四周,在晶元表面沉積上摻雜劑,進而與矽反應生成摻雜金屬而徙動進入矽。常用摻雜混合氣:

4、蝕刻混合氣:蝕刻就是將基片上無光刻膠掩蔽的加工表面(如金屬膜、氧化矽膜等)蝕刻掉,而使有光刻膠掩蔽的區域儲存下來,以便在基片表面上獲得所需要的成像圖形。蝕刻方法有濕法化學蝕刻和乾法化學蝕刻。

乾法化學蝕刻所用氣體稱為蝕刻氣體。蝕刻氣體通常多為氟化物氣體(鹵化物類),例如四氟化碳、三氟化氮、三氟甲烷、六氟乙烷、全氟丙烷等。常用蝕刻氣體如下表:

5、其它電子混合氣:-6

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