特种气体在半导体芯片制造中的具体作用是什么？

2025-05-18 15:58

特种气体正是芯片生产中 “精准操控” 的核心材料之一。其具体作用可按芯片制造流程，分为薄膜沉积、光刻、蚀刻、掺杂四大核心工艺，每种工艺都依赖特定特种气体实现精准效果。

特种气体正是芯片生产中 “精准操控” 的核心材料之一。其具体作用可按芯片制造流程，分为薄膜沉积、光刻、蚀刻、掺杂四大核心工艺，每种工艺都依赖特定特种气体实现精准效果。

该工艺负责在硅片表面生成各种功能性薄膜，是芯片形成电路结构的基础，核心依赖 “含硅气体” 和 “载气 / 保护气”。

含硅气体：提供薄膜的核心成分，如硅烷（SiH₄）、二氯硅烷（SiH₂Cl₂）。它们在高温或等离子体环境下分解，将硅原子沉积在硅片上，形成芯片所需的氧化硅、氮化硅或多晶硅薄膜。
载气 / 保护气：确保沉积环境洁净且反应稳定，如高纯氩气（Ar）、高纯氮气（N₂）。它们能稀释反应气体、带走杂质，同时防止硅片在高温下被氧化。

该工艺通过光线将电路图案转移到硅片上，关键依赖 “光刻胶处理气体”，确保图案精准成像。

光刻胶剥离气体：如氧气（O₂）、四氟化碳（CF₄）混合气体。在光刻完成后，它们通过等离子体反应，将硅片上未曝光的光刻胶彻底去除，只留下带有电路图案的部分。
表面清洁气体：如氢气（H₂）。在光刻前用于清洁硅片表面的微小污染物，避免影响图案的清晰度。

该工艺根据光刻图案，将硅片上多余的薄膜或硅材料去除，形成立体的电路结构，核心依赖 “蚀刻气体”。

干法蚀刻气体：是半导体蚀刻的主流选择，如氟基气体（CF₄、SF₆）、氯基气体（Cl₂）。它们与硅或薄膜材料发生化学反应，将不需要的部分 “腐蚀” 掉，精准控制电路的尺寸和形状。
金属蚀刻气体：针对芯片中的金属布线（如铝、铜），使用如三氯化硼（BCl₃）气体，确保金属线路边缘整齐，避免短路。