電子氣電子氣體是特種氣體（指應(yīng)用于特殊領(lǐng)域，對(duì)氣體有特殊要求的純氣）的一個(gè)重要分支，半導(dǎo)體工業(yè)用的氣體統(tǒng)稱電子氣體。
一、電子氣體的分類
電子氣體按純度可分為：純電子氣體、高純電子氣體和半導(dǎo)體特殊材料氣體；
按規(guī)模等級(jí)和適用場(chǎng)合分為：電子級(jí)、LSI（大規(guī)模集成電路）級(jí)、VLSI（超大規(guī)模集成電路）級(jí)、ULSI（特大規(guī)模集成電路）級(jí)。
二、常用電子氣體
- 外延生長(zhǎng)用電子氣體
外延生長(zhǎng)是一種單晶材料淀積并生產(chǎn)在襯底表面上的過(guò)程，在半導(dǎo)體工業(yè)中，在仔細(xì)選擇的襯底上選用化學(xué)氣相淀積的方法，生長(zhǎng)一層或多層材料所用的氣體叫做延外氣體。常用的硅外延氣體有二氯二氫硅、四氯化硅和硅烷等。主要用于外延硅淀積，多晶硅淀積，氧化硅膜淀積，氮化硅膜淀積，太陽(yáng)能電池和其他光感器的非晶硅膜積淀等。常見(jiàn)外延電子混合氣體組成如下
| 組成氣體 | 平衡氣 |
| 硅烷（SiH4） | 氦、氬、氫、氮 |
| 氯化硅（SiCl4） | 氦、氬、氫、氮 |
| 二氯二氫硅（SiH2Cl2） | 氦、氬、氫、氮 |
| 乙硅烷（Si2H6） | 氦、氬、氫、氮 |
- 蝕刻用電子氣體
蝕刻就是講基片上無(wú)光刻膠掩蔽的加工表面（如金屬膜、氧化硅膜）蝕刻掉，而使有光刻膠掩蔽的區(qū)域保存下來(lái)，以便在基片表面上獲得所有的成像圖形。蝕刻方式有濕法化學(xué)蝕刻和干法化學(xué)蝕刻。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。產(chǎn)檢蝕刻氣體
| 材質(zhì) | 組分氣體 | 平衡氣 |
| 鋁 | 氯硅烷（SiCl4）、四氯化碳（CCl4） | 氬、氦 |
| 鉻 | 四氯化碳（CCl4） | 氧、空氣 |
| 鉬 | 二氟二氯化碳（CCl2F2）、四氟化碳（CF4） | 氧 |
| 鉑 | 三氟三氯乙烷（C2Cl3F3）、四氟化碳（CF4） | 氧 |
| 聚硅 | 四氟化碳（CF4）、乙烷（C2H6） | 氧、氯 |
| 硅 | 四氟化碳（CF4） | 氧 |
| 鎢 | 四氟化碳（CF4） | 氧 |
- 摻雜用電子氣體
在半導(dǎo)體器件和集成電路制造中，將某些雜質(zhì)摻入半導(dǎo)體材料內(nèi)，是材料具有所需要的導(dǎo)電類型和一定的電阻率，以制造電阻、PN結(jié)、埋層等。摻雜工藝所用的氣體成為摻雜氣。主要包括砷烷 、磷烷、三氟化磷、五氟化磷、三氟化砷、五氟化砷、三氟化硼和乙硼烷等。通常將摻雜源與運(yùn)載氣體（如氬氣和氮?dú)?/a>）在源柜中混合，混合后氣流連續(xù)注入擴(kuò)散爐內(nèi)并環(huán)繞晶片四周，在晶片表面沉積上摻雜劑，進(jìn)而與硅反應(yīng)生成摻雜金屬而徒動(dòng)進(jìn)入硅。常用摻雜電子氣有：
| 類型 | 組分氣 | 稀釋氣 | 備注 |
| 硼化合物 | 乙硼烷（B2H6）、三氯化硼（BCl3）、溴化硼（BBr3） | 氦、氬、氫 | 具有P形性質(zhì) |
| 磷化合物 | 磷烷（PH3）、氯化磷（PCl3）、溴化磷（PBr3） | 氦、氬、氫 | 具有N形性質(zhì) |
| 砷化合物 | 砷烷（AsH3）、三氯化砷（AsCl3） | 氦、氬、氫 | |
| 硒化合物 | 硒化氫（H2Se） | 氮 |
- 化學(xué)氣相淀積用電子氣體
化學(xué)氣相淀積混合氣體（CVD）是利用揮發(fā)性化合物，通過(guò)氣相化學(xué)反應(yīng)淀積某種單質(zhì)或化合物的一種方法，即應(yīng)用氣相化學(xué)反應(yīng)的一種成膜方法。依據(jù)成膜種類，使用的化學(xué)氣相淀積（CVD）氣體也不相同。
| 膜的種類 | 混合氣組成 | 生成方法 |
| 半導(dǎo)體膜 |
硅烷（SiH4）+氫（H2）； 二氯二氫硅（SiH2Cl2）+氫（H2）； 氯硅烷（SiCl4）+氫（H2）； 硅烷（SiH4）+甲烷（CH4） |
CVD
CVD CVD 離子注入CVD |
| 絕緣膜 | 硅烷（SiH4）+氧（O2）
硅烷（SiH4）+氧（O2）+磷烷（PH3） 硅烷（SiH4）+氧（O2）+磷烷（PH3）+乙硼烷（B2H6） 硅烷（SiH4）+氧化亞氮(N2O)+磷烷(PH3) |
CVD
CVD CVD 離子注入CVD |
| 導(dǎo)電膜 | 六氟化鎢（WF6）+氫（H2）
六氯化鉬（MoCl6）+氫（H2） |
CVD
CVD |
- 離子注入用電子氣體
在半導(dǎo)體器件和集成電路制造中，離子注入工藝所用的氣體統(tǒng)稱為離子注入氣，它是把離子化的雜質(zhì)（如硼、磷、砷等離子）加速到高能級(jí)狀態(tài)，然后注入到預(yù)定的襯底上。離子注入技術(shù)在控制閥值電壓方面應(yīng)用得最為廣泛。注入的雜質(zhì)量可以通過(guò)測(cè)量離子束電流而求得。離子注入氣體通常指磷系、砷系和硼系氣體。部分離子注入用氣體：
| 氣體種類 | 組分氣含量 | 稀釋氣體 | 壓力（Kpa） |
| 磷烷（PH3） | 5% | 氫氣（H2） | 27.65 |
| 15% | 氫氣（H2） | 27.65 | |
| 砷烷（AsH3） | 5% | 氫氣（H2） | 27.65 |
| 15% | 氫氣（H2） | 27.65 |
一些電子氣體的純度及應(yīng)用
| 產(chǎn)品名稱 | 技術(shù)指標(biāo) | 主要用途 |
| 純氬氣 | ≥99.99% | 冶煉、切割、焊接、電子工業(yè) |
| 工業(yè)氧氣 | ≥99.92% | 鋼材焊接、火焰加工 |
| 工業(yè)氨氣 | ≥98.5% | 金屬冶煉、電子工業(yè)、石油工業(yè)、機(jī)械工業(yè) |
| 純氮?dú)?/td> | ≥99.99% | 化工、冶金、電子工業(yè)作置換器、保護(hù)器 |
| 工業(yè)氯氣 | ≥99% | 石油、油脂加氫、人造寶石、石英玻璃制造 |
| 溶解乙炔 | ≥98% | 切割加工 |
| 液態(tài)二氧化碳 | ≥99.5% | 食品工業(yè) |
| 焊接用二氧化碳 | ≥99.5% | |
| 丙烷 | ≥99% | 鋼材切割 |
三、電子氣體及環(huán)境保護(hù)
電子氣體存在：窒息性、腐蝕性、毒性、易燃易爆性等危險(xiǎn)。任何設(shè)計(jì)上、施工中、日常運(yùn)行里存在的安全隱患都會(huì)對(duì)工廠、人員和環(huán)境帶來(lái)巨大的災(zāi)難。因此，必須高度重視！
主要措施：電子氣體的工廠排風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)危險(xiǎn)品性質(zhì)的不同，分門(mén)別類；大面積采用安全輸送系統(tǒng)，避免其體的泄露；氣體政策系統(tǒng)（GDS）是全廠生命安全系統(tǒng)（LSS）的重要組成部分，應(yīng)具備自檢功能；硅烷輸送系統(tǒng)，特別是BSGS系統(tǒng)，應(yīng)采用隔離式建筑，氣體房和氣柜應(yīng)采用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)。
在生產(chǎn)過(guò)程中的大量廢棄可以采用傳統(tǒng)的濕法技術(shù)，進(jìn)行初步的無(wú)害處理，對(duì)于剩余的氣體可以采用：燃燒、裂解等工藝進(jìn)行深度的解毒處理。
四、電子氣體的應(yīng)用現(xiàn)狀
電子氣體是超大規(guī)模集成電路、平面顯示器件、化合物半導(dǎo)體器件、太陽(yáng)能電池、光纖等電子工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的原材料，他們廣泛應(yīng)用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉淀、擴(kuò)散等工藝。電子氣體在IC、LED太陽(yáng)能中產(chǎn)生重大影響，被稱為半導(dǎo)體的“糧食”、“血液”。
在目前工藝技術(shù)較為先進(jìn)的超大規(guī)模集成電路工廠的芯片制造過(guò)程中，全部工藝步驟超過(guò)450道，其中大約需要使用50中不同種類的電子氣體。
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| NH3 | SiH4 | SF6 | Cl2 |
| 5%SiH4+N2 | 1%PH3+H2 | NF3 | N2O |
| 200ppm SiH4+H2 | CF4 | HCl | CO2 |
| CHF3 | CH2F2 | C3F6 | C2HF5 |
| BCl3 | 純氬氣 | 純氮?dú)?/td> | 焊接用二氧化碳 |