半导体常见气体的用途
半导体常见气体的用途
半导体常见气体的用途在半导体行业中，气体起着重要的作用，广泛应用于半导体制造过程的各个方面。
下面列举了一些半导体常见气体的用途及其作用。
1.氮气(N2)氮气是最常用的半导体工业气体之一，主要用途包括以下几个方面。
-负责制造过程中的气氛保护，防止氧化或污染物进入。
在氢气和氧气存在的情况下，氮气可用作冲洗气体，以去除杂质。
-用于光刻工艺中的紫外线曝光。
在紫外线照射硅片之前，氮气可用作辅助气体，在光刻盖板上形成均匀的气氛，以提高曝光质量。
-用于给予装有半导体材料的容器一个惰性环境，以保护它们不与空气中的氧气或湿气反应。
-用于半导体洗涤工艺中，为了去除硅表面的有机和无机污染物。
2.氧气(O2)氧气在半导体制造中发挥重要作用，主要用途如下。
-用于半导体生长过程中的氧化。
在硅晶圆制造中，氧气是制造二氧化硅薄膜的主要氧化剂。
-用于硅片的退火过程中，以去除杂质和改善电子迁移率。
-在化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）过程中，氧气用作氧化剂或反应气体，以形成绝缘层或过渡层。
3.氢气(H2)氢气被广泛应用于半导体工业的多个领域，包括以下用途。
-在CVD过程中，氢气是最常用的氢化气体。
它用于去除表面的有机（例如光刻胶残留物）和无机污染物，并实现清洗和净化过程。
-在表面处理过程中，氢气可应用于温和的还原反应，以消除硅表面的氧化物。
-在半导体材料的清洗和制造过程中，氢气可用作还原剂，并在改善材料纯度和增强电性能方面发挥作用。
4.氩气(Ar)氩气的主要用途涉及以下方面。
-在半导体制造过程中的等离子体刻蚀中，氩气用作主要刻蚀气体。
它与射频放电等离子体中的氧气或氯气反应，以去除表面材料。
-氩气还可用作充填多晶硅和掺杂薄膜的载气，并在制造金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）时提供柔顺的靶材冷却。
除了上述的常见气体，还有其他一些半导体工业常用的气体，如氟气(F2)、甲烷(CH4)、硅烷(SiH4)等，它们在半导体制造过程中起到重要作用。
半导体行业常用气体介绍
半导体行业常用气体介绍1. 纯净氮气（Nitrogen）：纯净氮气在半导体行业中是最常用的气体之一、它主要用于制造半导体材料的保护性气氛以及用于排除和预防空气中的氧气和水分对材料的污染。
2. 弗罗龙气（Fluorine）：弗罗龙气是一种高电负性气体，在半导体行业中广泛用于清洗和去除表面污染物。
它具有强氧化性和腐蚀性，能够快速去除金属、氧化物和有机物。
3. 氢气（Hydrogen）：氢气在半导体行业中用于多种用途。
其中之一是用于清洗和去除表面氧化物。
氢气还可以用于硅片疏水处理，提高接合效率。
此外，氢气还可以用作多晶硅生长的材料。
4. 氩气（Argon）：氩气是一种惰性气体，常用于半导体生产过程中的保护性气氛。
它可以在晶圆结构的各个步骤中阻止氧气和水分的进一步反应，从而减少晶圆表面的污染。
5. 氟化氢气体（Hydrogen Fluoride）：氟化氢气体在半导体制造行业中作为腐蚀剂广泛使用。
它可以用于清洗晶圆表面的金属和氧化物。
同时，氟化氢也可用于蚀刻金属和硅化物等工艺。
6. 氮化氢（Ammonia）：氮化氢主要用于氮化镓（GaN）和氮化铟（InN）等化合物半导体的生长。
这些化合物半导体在LED和电力器件等领域具有广泛的应用。
8. 水蒸气（Water Vapor）：水蒸气是半导体行业中一个常见的污染源。
在晶圆制造的过程中，水蒸气会通过反应与材料表面相互作用，导致晶圆的损坏和杂质的引入。
因此，控制水蒸气的含量对于保证半导体产品的质量至关重要。
这些气体是半导体行业中最常见的气体，但并不是全部。
随着行业的发展和技术的进步，还会出现新的气体以满足不断变化的需求。
同时，半导体行业对气体纯度和稳定性的要求也日益严格。
因此，在使用这些气体时，必须严格控制相关参数以确保生产过程的可靠性和产品质量。
半导体厂GAS系统基础知识解读
GAS系统基础知识概述HOOK-UP专业认知一、厂务系统HOOK UP定义HOOK UP 乃是藉由连接以传输UTILITIES使机台达到预期的功能。
HOOK UP是将厂务提供的UTILITIES ( 如水,电,气,化学品等),经由预留之UTILITIES连接点( PORT OR STICK),藉由管路及电缆线连接至机台及其附属设备( SUBUNITS)。
机台使用这些UTILITIES,达成其所被付予的制程需求并将机台使用后,所产生之可回收水或废弃物( 如废水,废气等),经由管路连接至系统预留接点,再传送到厂务回收系统或废水废气处理系统。
HOOK UP 项目主要包括∶CAD，MOVE IN ，CORE DRILL，SEISMIC ，VACUU，GAS，CHEMICAL，D.I ,PCW,CW,EXHAUST,ELECTRIC, DRAIN.二、GAS HOOK-UP专业知识的基本认识在半导体厂，所谓气体管路的Hook-up（配管衔接）以Buck Gas （一般性气体如CDA、GN2、PN2、PO2、PHE、PAR、H2等）而言，自供气源之气体存贮槽出口点经主管线（Main Piping）至次主管线（Sub-Main Piping）之Take Off点称为一次配（SP1Hook-up），自Take Off出口点至机台（Tool）或设备（Equipment）的入口点，谓之二次配（SP2 Hook-up）。
以Specialty Gas（特殊性气体如：腐蚀性、毒性、易燃性、加热气体等之气体）而言其供气源为气柜（Gas Cabinet）。
自G/C出口点至VMB（Valve Mainfold Box.多功能阀箱）或VMP（Valve Mainfold Panel多功能阀盘）之一次测（Primary）入口点，称为一次配（SP1 Hook-up），由VMB或VMP Stick之二次侧（Secondary）出口点至机台入口点谓之二次配（SP2 Hook-up）。
气体特性及系统简介
课程内容：大宗与特殊气体特性介绍一、大宗气体种类：半导体厂所使用的大宗气体，以台积厂常见有：CDA、GN2、PN2、PAr、PO2、PH2、PHe等七种。
二、大宗气体的制造：CDA / ICA (Clean Dry Air / Instrument Air)：CDA之来源取之于大气经压缩机压缩后除湿，再经过滤器或活性炭吸附去除粉尘及炭氢化合物以供给无尘室CDA/ICA (Clean Dry Air)。
GN2 (Nitrogen)：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经过触媒转化器，将CO反应成CO2，将H2反应成H2O，再由分子筛吸附CO2、H2O，再经分溜分离O2 & CnHm。
N2=-195.6℃，O2=-183℃。
PN2 (Nitrogen)：将GN2经由纯化器(Purifier)纯化处理，产生高纯度的氮气。
一般液态氮气纯度约为99.9999﹪，总共是6个9。
经纯化器纯化过的氮气纯度约为99.9999999﹪，总共是9个9。
PO2 (Oxygen)：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经二次分溜获得99.0﹪以上纯度之氧，再除去N2、Ar、CnHm。
另外可由水电解方式解离H2 ＆ O2，产品液化后易于运送储存。
PAr (Argon)：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经二次分溜获得99.0﹪以上纯度之氩气，因氩气在空气中含量仅0.93﹪，生产成本相对较高。
PH2 (Hydrogen)：利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，经二次分溜获得99.0﹪以上纯度之氢气。
另外可由水电解方式解离H2 ＆ O2，制程廉价但危险性高易触发爆炸，液化后易于运送储存。
PHe (Helium)：由稀有富含氦气之天然气中提炼，其主要产地为美国及俄罗斯。
利用压缩机压缩冷却气体成液态气体，易由分溜获得,Helium=-268.9℃。
三、大宗气体在半导体厂的用途：CDA：CDA主要供给FAB内气动设备动力气源及吹净(purge)，Local Scrubber助燃。
半导体大宗气体
半导体大宗气体半导体材料是现代电子行业中不可或缺的一部分。
而制造半导体材料的过程中，大宗气体的应用也是至关重要的。
本文将介绍半导体制造中常用的大宗气体及其用途。
1. 高纯氮气高纯氮气是半导体制造过程中最常用的大宗气体之一。
它主要用于创造一个无氧环境，以防止杂质对半导体材料的污染。
高纯氮气还可以用于保护半导体材料的表面，防止氧化反应的发生。
2. 氢气氢气在半导体制造中也扮演着重要角色。
它常被用于清洗半导体材料表面的氧化层，以提高材料的纯度和质量。
此外，氢气还可以用于制造多晶硅材料，这是制造太阳能电池和集成电路的重要材料。
3. 氧气尽管在半导体制造中需要无氧环境，但氧气也是必不可少的大宗气体之一。
它主要用于氧化硅的制造过程，以形成绝缘层和介电层。
氧气还可以用于电子束蒸发和物理气相沉积等过程中。
4. 氩气氩气是用于制造半导体材料中的离子注入和电子束蒸发等过程中的重要大宗气体。
它可以提供稳定的离子束和高温环境，以实现材料的沉积和加工。
同时，氩气还可以用于制造有机薄膜材料，如有机发光二极管和有机太阳能电池等。
5. 氮气氮气在半导体制造中主要用于氮化硅材料的制备过程。
氮化硅具有优异的绝缘性能和热稳定性，广泛应用于集成电路的隔离层和介电层。
6. 氟化气体氟化气体是半导体制造中常用的刻蚀气体。
它可以与半导体材料发生反应，从而实现材料的精确刻蚀。
常见的氟化气体包括氟化氢和四氟化硅等。
7. 二氧化碳二氧化碳在半导体制造中主要用于清洗和去除杂质。
它可以与一些有机污染物发生反应，达到清洁表面和去除污染物的效果。
除了以上提到的大宗气体外，还有一些其他气体在半导体制造中也有应用。
例如，甲烷可以用于制造纳米线和碳纳米管等纳米材料；硫化氢可以用于制造硫化物材料；三氯化铝可以用于刻蚀金属层等。
大宗气体在半导体制造中起着至关重要的作用。
它们不仅能够保证半导体材料的纯净和质量，还能提供必要的环境和条件，实现半导体材料的沉积、刻蚀和加工等过程。
半导体常见气体的用途
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、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（T aSi2）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。
半导体常见气体的用途
半导体常见气体的用途半导体材料的制备和加工过程中，常会涉及一些特殊气体的使用。
这些气体在半导体制造工艺中发挥着重要的作用，用途广泛。
下面将介绍一些在半导体制造中常见的气体和它们的用途。
1.氮气(N2)氮气是半导体制造过程中最常用的气体之一、它具有很高的纯度，可用于控制氧的含量，防止金属氧化。
氮气还可用于稀释其他气体，例如硅片清洗、化学气相沉积(CVD)和热氧化等工艺中，以控制反应速率和增加反应均匀性。
2.氧气(O2)氧气是半导体制造中常用的氧化剂。
它可用于氧化硅(SiO2)薄膜的生长、硅片清洗和热氧化等工艺中。
氧气还可用于增加氧含量，改变材料性质，例如生成氮化硅(Si3N4)和氮化铝(AlN)等薄膜。
3.氩气(Ar)氩气被广泛用于制备半导体材料中的器件和晶圆。
它具有稳定的化学性质和高热导率，可用于保护材料表面不受氧化，同时可通过调节氩气流量来控制反应速率。
氩气也可用于离子注入、金属有机化合物气相沉积和焊接等工艺中。
4.棕气(C2H2)棕气是硅片清洗和表面活性剂去除工艺中常用的气体之一、它具有很强的活性，可以溶解硅片表面的有机残留物，并去除杂质。
棕气还可用于表面改性和改变材料表面的性质。
5.氟化氢(HF)氟化氢是半导体制造中用于蚀刻、清洗和去除氧化层的重要气体。
它具有很强的腐蚀性，可用于去除硅片表面的氧化物、氮化物和有机物。
氟化氢还可用于清洗金属表面和修复氧化膜。
6.氧化亚氮(N2O)氧化亚氮是一种常用的氧化剂，可用于进行氧化金属沉积和蚀刻等工艺。
氧化亚氮在化学气相沉积中被用于生长氮化铟(InN)和氮化镓(GaN)等材料。
7.氟化硅(SiF4)氟化硅是一种常用的蚀刻气体，可用于去除硅片表面的氧化物。
它也可与氧气反应生成氮化硅薄膜。
8.氯气(Cl2)氯气可用于蚀刻硅片表面，去除有机物和金属残留物。
它也可用于制备氯化物化合物和磷化物化合物。
总结起来，半导体制造过程中常用的气体有氮气、氧气、氩气、棕气、氟化氢、氧化亚氮、氟化硅和氯气等。
半导体中nh3的作用
半导体中nh3的作用
氨气（NH3）在半导体工业中被广泛使用，其具有多种重要作用。
以下是NH3在半导体中的作用：
1. 清洗和除去残留物：NH3是一种优秀的清洗剂，能有效去除半导体材料表面的污染物和残留物。
它可以清除金属离子、有机物和其他杂质，确保半导体材料表面的纯净度。
2. 氧化保护：氨气可以用于半导体制造过程中的氧化保护。
通过在制造过程中
引入氨气，可以形成氨气保护层，防止材料表面与氧气接触，避免氧化反应的发生。
这种保护层可以降低氧化速率，保持原料或器件的稳定性和可靠性。
3. 淀粉质薄膜形成：氨气在半导体工业中还被用来形成淀粉状氧化物薄膜。
这
种薄膜具有优良的性能，可用于减小晶体缺陷、改善表面平整度和增强薄膜附着力。
它在半导体器件的制造过程中起到重要的作用。
4. 氮掺杂：氨气还可用作一种氮源，通过氮掺杂改变半导体材料的性质。
氮掺
杂可以调节半导体材料的电学特性和结构，提高材料的导电性、抗辐照性和机械强度等。
这对于一些特定的半导体材料来说是非常重要的。
综上所述，氨气在半导体中具有多种重要作用，包括清洗和除去残留物、氧化
保护、淀粉质薄膜形成和氮掺杂。
这些作用对于半导体材料的制造和性能提升起着关键的作用。
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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、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。
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。