一、半导体常用工业气

1、氮气

氮气由于其可用性，是半导体制造过程中各个步骤中使用的核心气体，但它的主要用途是在吹扫阶段。

在此阶段，氮气用于冲洗每个通道和管网，以去除机器和工具中的任何氧气、杂质等，

从而使它们免受可能出现的污染过程中其他气体、杂质的影响。

2、氧气

氧气是一种氧化剂，因此它对于产生沉积反应至关重要。

它用于生长用于工艺中各种元素的氧化硅层，例如扩散掩模。

当使用氧气进行半导体制造时，气体必须是超高纯度的，以防止任何杂质影响器件的生产和性能。

在蚀刻过程中，氧气也用于去除产生的任何额外材料废料。它也可以用来使任何蚀刻图案永久化。

最后，氧气还有助于通过可能改变产品质量的氧化反应中和反应性气体。

因此，与氮气类似，氧气也有助于确保不会发生任何污染。

3、氩气

氩气主要用于紫外光刻激光器内的沉积和蚀刻过程，用于在半导体芯片上制作最小的图案。

在制造所需的硅晶片期间，氩气用于保护在晶片上形成的硅晶体在高温生长过程中不会与氧和氮发生任何潜在的反应。

因为氩气也是一种非常惰性的气体，它用于为金属溅射沉积提供非反应性环境。

有时氮的反应性太强，会导致金属氮化物的形成。

此外，液态氩与工具一起用于清洁最小、最易碎的芯片。

4、氢气

氢气，由于行业发展对气体提出了更高的需求，氢在半导体制造中的使用可能会增加。

特别是在光刻阶段，氢气用于与化学锡反应，产生氢化锡。

需要氢化锡，以免它积聚在昂贵的光学元件上。

它在沉积过程中用于硅和硅锗的外延沉积，也用于通过退火工艺制备表面。

氢气用于创建新的氧化层以修改已经存在的薄膜。

这个过程发生在高压和高温环境中，这意味着对流速、温度和压力的控制非常重要。

此外，氢也用于掺杂阶段以帮助控制分解，因为用于该过程的气体具有剧毒。

如此之多，以至于需要将它们存储在可防止泄漏的设备中。

乙硼烷也是掺杂过程中使用的一种化学物质，但由于热不稳定，它会慢慢分解，因此需要氢来帮助稳定它。

二、半导体常见特气及用途

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、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；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。

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。

三、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：

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：

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：

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（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：

5、其它电子混合气：-6