作為電子工業(yè)中重要的的摻雜技術(shù)之一，離子注入工藝主要是離子注入氣在100keV電離后射入半導(dǎo)體表面，以實(shí)現(xiàn)改變半導(dǎo)體表面材料性能尤其是MOSFET閾值電壓的功能。在進(jìn)行離子注入時(shí)，需要使用到摻雜源離子注入氣體，而這些摻雜源都屬于對(duì)人體有毒有害的氣體。那么離子注入工藝危險(xiǎn)有害氣體有哪些呢？一般而言，主要包括三氟化硼B(yǎng)F3、磷化氫PH3、砷化氫AsH3等，而在現(xiàn)場(chǎng)安裝使用芯片廠摻雜區(qū)有害氣體報(bào)警器就是為了對(duì)這些氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

離子注入是最重要的摻雜方法，摻雜改變晶圓片的電學(xué)性能。由于本征硅（即不含雜質(zhì)的硅單晶）的導(dǎo)電性能很差，只有當(dāng)硅中加 入適量雜質(zhì)使其結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能發(fā)生改變后才起到半導(dǎo)體的功能，這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為摻雜。硅摻雜是 制備半導(dǎo)體器件中 P-N 結(jié)的基礎(chǔ)，是指將所需雜質(zhì)原子摻入特定的半導(dǎo)體區(qū)域以對(duì)襯底基片進(jìn)行局 部摻雜，改變半導(dǎo)體的電學(xué)性質(zhì)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于芯片制造的全過(guò)程。

離子注入是一種向襯底中引入可控制數(shù)量的雜質(zhì)，以改變其電學(xué)性能的方法。它是一個(gè)物理過(guò)程，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。離子注入在現(xiàn)代硅片制造過(guò)程中有廣泛應(yīng)用，其中最主要的用途是摻雜半導(dǎo)體，離子注入能夠重復(fù)控制雜質(zhì)的濃度和深度。

芯片摻雜離子注入工藝的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

1、精確控制雜質(zhì)含量：能在很大范圍內(nèi)控制注入雜質(zhì)濃度，從1010到 1017ions/cm2，誤差在±2%之間。擴(kuò)散在高濃度控制雜質(zhì)含量誤差在5%到10%以?xún)?nèi)，但濃度越小誤差越大。
2、很好的雜質(zhì)均勻性：用掃描的方法控制雜質(zhì)的均勻性。
3、對(duì)雜質(zhì)穿透深度有很好的控制：通過(guò)控制注入過(guò)程離子能量，控制雜質(zhì)的穿透深度，增大了設(shè)計(jì)的靈活性，如埋層，最大雜質(zhì)濃度在埋層里，最小濃度在硅片表面。
4、產(chǎn)生單一離子束：質(zhì)量分離技術(shù)產(chǎn)生沒(méi)有沾污的純離子束，不同的雜質(zhì)能夠被選出進(jìn)行注入，高真空保證最少沾污。
5、低溫工藝：注入在中等溫度（小于125℃）下進(jìn)行，可以使用不同的光刻掩膜，包括光刻膠。
6、注入的離子能穿過(guò)薄膜：雜質(zhì)可以通過(guò)薄膜注入，如氧化物或氮化物，這 就允許MOS晶體管閾值電壓調(diào)整在生長(zhǎng)柵氧化層之后進(jìn)行，增大了注入的靈活性。
7、無(wú)固溶度極限： 注入雜質(zhì)含量不受硅片固溶度限制。

 

芯片摻雜離子注入工藝危險(xiǎn)有害氣體主要有以下幾種：

1、固態(tài)源（BN氮化硼、As2O3三氧化二砷、P2O5五氧化二磷）
BN氮化硼主要用于制造陶瓷、超硬材料等，但其對(duì)人體的傷害主要表現(xiàn)為對(duì)呼吸系統(tǒng)和皮膚的刺激，長(zhǎng)期暴露在BN氮化硼中，可能會(huì)導(dǎo)致呼吸道炎癥、流感等癥狀，同時(shí)也會(huì)對(duì)皮膚造成不同程度的刺激和損傷。As2O3三氧化二砷是一種毒性較強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，長(zhǎng)期接觸As2O3三氧化二砷會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，表現(xiàn)為呼吸困難、胸腔積液、消瘦等癥狀，甚至可導(dǎo)致惡性腫瘤。P2O5五氧化二磷也是一種對(duì)人體有潛在危害的化學(xué)物質(zhì)，長(zhǎng)期暴露在P2O5五氧化二磷中會(huì)對(duì)皮膚和眼睛造成刺激和損傷，同時(shí)會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)造成傷害，引起氣道炎癥和肺炎等癥狀。
2、液態(tài)源（BBr3三溴化硼、AsCl3三氯化砷、POCl3氯氧化磷）
BBr3三溴化硼主要作為催化劑和有機(jī)合成試劑使用，在使用過(guò)程中會(huì)對(duì)皮膚、眼睛和呼吸系統(tǒng)造成刺激和損傷。長(zhǎng)期接觸或吸入會(huì)引起疼痛、紅腫、潰瘍、呼吸道炎癥等，甚至?xí)绊懼袠猩窠?jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)。AsCl3三氯化砷是一種有毒的化學(xué)品，長(zhǎng)期接觸會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，表現(xiàn)為氣管、支氣管和肺部疾病，同時(shí)可對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、腎臟等器官造成損害。POCl3氯氧化磷常用于生產(chǎn)有機(jī)磷酸酯等化學(xué)品。長(zhǎng)期接觸會(huì)對(duì)皮膚、眼睛和呼吸系統(tǒng)造成刺激，同時(shí)會(huì)使人處于缺氧狀態(tài)導(dǎo)致呼吸困難、胸痛和嗜睡等癥狀，甚至可導(dǎo)致窒息和死亡。
3、氣態(tài)源（B2H6硼乙烷、AsH3砷化氫、PH3磷化氫、BF3三氟化硼）
B2H6硼乙烷是一種劇毒的無(wú)色氣體，長(zhǎng)期接觸或吸入B2H6氣體會(huì)導(dǎo)致中毒，表現(xiàn)為呼吸道刺激、眼睛刺激、胸痛等癥狀，嚴(yán)重的情況下可導(dǎo)致窒息、心跳驟停和死亡。AsH3砷化氫是一種有毒氣體，長(zhǎng)期接觸或吸入AsH3氣體會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，表現(xiàn)為腹痛、惡心、嘔吐、疲勞、貧血等癥狀，嚴(yán)重的情況下可導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟、肝臟等重要器官的損傷。PH3磷化氫也是一種有毒氣體，長(zhǎng)期接觸或吸入PH3氣體會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，表現(xiàn)為腹痛、惡心、嘔吐、頭暈、昏迷等癥狀，嚴(yán)重的情況下可導(dǎo)致死亡。BF3三氟化硼是一種強(qiáng)氧化劑，長(zhǎng)期接觸或吸入BF3氣體會(huì)導(dǎo)致眼睛、呼吸道、皮膚等部位的刺激和損傷，嚴(yán)重的情況下可導(dǎo)致氣道收縮和肺不張。

以采用進(jìn)口高精度氣體傳感器的ERUN-PG51S6固定在線(xiàn)式有毒有害氣體檢測(cè)報(bào)警儀為例，可以同時(shí)檢測(cè)并顯示B2H6硼乙烷、AsH3砷化氫、PH3磷化氫、BF3三氟化硼等有害氣體的濃度值，超標(biāo)聲光報(bào)警，并聯(lián)鎖自動(dòng)控制排氣風(fēng)機(jī)的啟停，測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果可通過(guò)分線(xiàn)制4-20 mA模擬信號(hào)量或總線(xiàn)制RS 485（Modbus RTU）數(shù)字量信號(hào)以及無(wú)線(xiàn)模式傳輸，通過(guò)ERUN-PG36E氣體報(bào)警控制器在值班室實(shí)時(shí)顯示有害氣體的濃度值，并相應(yīng)的觸發(fā)報(bào)警動(dòng)作。

芯片摻雜離子注入工藝有害氣體檢測(cè)報(bào)警儀技術(shù)參數(shù)：
產(chǎn)品型號(hào)：ERUN-PG51S6
檢測(cè)氣體：B2H6硼乙烷、AsH3砷化氫、PH3磷化氫、BF3三氟化硼等
量程范圍：0～1、10、100、1000、5000、50000ppm、100%LEL、20%、50%、100%Vol可選，其他量程可訂制
分 辨 率：0.001ppm（0-10ppm高精度）/0.01ppm（0～10 ppm）；0.01ppm（0～100 ppm），0.1ppm（0～1000 ppm），1ppm（0～5000 ppm以上）； 0.1%LEL；0.01%、0.001%Vol
方法原理：電化學(xué)、催化燃燒、紅外、半導(dǎo)體、PID光離子等可選
精度誤差：≤±2%F.S.（更高精度可訂制）
顯示方式：報(bào)警器2.5寸彩屏現(xiàn)場(chǎng)顯示濃度值；控制器主機(jī)9寸彩屏值班室顯示濃度值
報(bào)警方式：現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，值班室聲光報(bào)警
數(shù)據(jù)傳輸：4-20mA、RS485，可選無(wú)線(xiàn)傳輸
防護(hù)功能：IP66級(jí)防水防塵
防爆功能：隔爆型，Ex d ⅡC T6 Gb級(jí)防爆

以上就是關(guān)于離子注入工藝危險(xiǎn)有害氣體有哪些的相關(guān)介紹，在電子工業(yè)中，離子注入成為了微電子工藝中的一種重要的摻雜技術(shù)，也是控制MOSFET閾值電壓的一個(gè)重要手段，因此在當(dāng)代制造大規(guī)模集成電路中，可以說(shuō)是一種必不可少的手段。但是在整個(gè)芯片摻雜離子注入工藝過(guò)程中卻存在著包括B2H6硼乙烷、AsH3砷化氫、PH3磷化氫、BF3三氟化硼等在內(nèi)的危險(xiǎn)有害氣體，為了防止這些芯片摻雜離子注入氣體泄漏造成危險(xiǎn)事故，需要在現(xiàn)場(chǎng)安裝使用芯片廠摻雜區(qū)有害氣體報(bào)警器來(lái)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷連續(xù)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)這些芯片摻雜離子注入氣體的濃度值并超標(biāo)報(bào)警自動(dòng)聯(lián)鎖風(fēng)機(jī)電磁閥啟停等功能。