半导体集成电路特气新指标及分类

半导体集成电路特种气体新指标及分类

随着更复杂、更密集的大规模和超大规模集成电路的生产，对高纯气体洁净度的要求，已不仅限于对纯度和干燥度的要求，凡工艺气体，无一不对其中的粒子提出限制。因此，对于高纯气体，纯度、干燥度、洁净度是三项重要的标度。 对于纯度和干燥度的控制，我国CBJ73—84《洁净厂房设计规范》中指出，“高纯气体系指纯度大于或等于99.9995%，含水量小于5ppm气体。”日本把微电子生产中所采用的气体，按其不同的品位，具体分为下列几个不同的档次：

超高纯气体 气体中杂质总含量控制在1ppm以下，水份含量控制在0.2~1ppm。

高纯气体 气体中杂质总含量控制在5ppm以下，水份含量控制在3 ppm以内。

洁净气体 气体中杂质总含量控制在10 ppm以下，对水份含量未作严格规定。

特种气体在整个半导体制作工艺及流程中被广泛应用，在芯片制作过程中很多流程都离不开特种气体，如沉积CVD、刻蚀、光刻、成膜、离子注入到器件封装等环节。半导体集成电路制造所需要的高纯气体主要分为两大类：

普通气体：也叫大宗气体，主要有：H2 、N2 、O2 、Ar 、He等。

特种气体：主要指各种掺杂用气体、外延用气体、离子注入用气体、刻蚀用气体等。

半导体制造用气体按照使用时的危险性分类：

可燃、助燃、易燃易爆气体：H2 、CH4、H2S、NH3 、SiH4、PH3 、B2H6、SiH2CL3、CLF3、SiHCL3等

有毒气体：AsH3、PH3 、B2H6等

助燃气体：O2 、N2O、F2 、HF等

窒息性气体：N2 、He 、CO2、Ar等

腐蚀性气体：HCL 、PCL3 、POCL3 、HF、SiF4、CLF3等

依据物理状态分类

压缩气体：存储于钢瓶中的气体例如：氮气、氧气、硅烷… 用压力来确认存储量。

液化气体：氯气、氯化氢等 用重量来确认储存量。

低温液化气体：液氮、液氧、液氩… 便于运输、低温、受热后呈高压

溶解类气体：乙炔 （性质非常不稳定，通常溶解于丙酮中运输）

依据工艺应用分类

磷烷（PH3）：剧毒。主要用于硅烷外延的掺杂剂，磷扩散的杂质源。

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。

氢化锑（SbH3）：剧毒。用作制造n型硅半导体时的气相掺杂剂。

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。

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。

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。

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。

三氟化磷（PF3）：毒性极强。作为气态磷离子注入源。

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。

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。

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、外延沉积扩散的硅源和光导纤维等用高纯石英玻璃的原料。

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。

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。

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、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。

操作人员必备

产品知识：要求彻底了解产品和它的危险。这些包括这种产品的物理性质、毒物学和其它与众不同的特征 ；

部件知识：要求掌握操作钢瓶的正确程序和钢瓶阀门的正确操作程序。还要对人员进行阀门接头的正确检查、维护和使用的培训。

气体操作设备：人员必须具有所有气体操作设备和系统的应用知识 ；

劳动防护用品（PPE）：人员必须经过常规和紧急操作所要求的PPE的培训。