Spezialgaseunterscheiden sich von allgemeinenIndustriegaseSpezialgase zeichnen sich durch ihre speziellen Anwendungsgebiete und Verwendung in bestimmten Bereichen aus. Sie unterliegen besonderen Anforderungen an Reinheit, Verunreinigungsgehalt, Zusammensetzung sowie physikalische und chemische Eigenschaften. Im Vergleich zu Industriegasen sind Spezialgase zwar vielfältiger, werden aber in geringeren Mengen produziert und verkauft.

DerMischgaseUndStandardkalibriergaseWir verwenden häufig wichtige Bestandteile von Spezialgasen. Mischgase werden üblicherweise in allgemeine Mischgase und Elektronikmischgase unterteilt.

Zu den gängigen Mischgasen gehören:Laser-Mischgas, Instrumentendetektions-Mischgas, Schweiß-Mischgas, Konservierungs-Mischgas, elektrische Lichtquellen-Mischgas, medizinische und biologische Forschungs-Mischgas, Desinfektions- und Sterilisations-Mischgas, Instrumentenalarm-Mischgas, Hochdruck-Mischgas und Reinstluft.

Elektronische Gasmischungen umfassen Epitaxie-, CVD-, Dotierungs- und Ätzgasmischungen sowie weitere spezielle elektronische Gasmischungen. Diese Gasmischungen spielen eine unverzichtbare Rolle in der Halbleiter- und Mikroelektronikindustrie und finden breite Anwendung in der Fertigung von großflächig integrierten Schaltungen (LSI) und sehr großflächig integrierten Schaltungen (VLSI) sowie in der Halbleiterbauelementeproduktion.

Fünf Arten von elektronischen Mischgasen werden am häufigsten verwendet.

Doping-Mischgas

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltungen werden Halbleitermaterialien gezielt mit Verunreinigungen versetzt, um die gewünschte Leitfähigkeit und den gewünschten spezifischen Widerstand zu erzielen. Dies ermöglicht die Fertigung von Widerständen, PN-Übergängen, vergrabenen Schichten und anderen Materialien. Die im Dotierungsprozess verwendeten Gase werden als Dotiergase bezeichnet. Zu diesen Gasen gehören hauptsächlich Arsin, Phosphin, Phosphortrifluorid, Phosphorpentafluorid, Arsentrifluorid und Arsenpentafluorid.Bortrifluoridund Diboran. Die Dotierstoffquelle wird typischerweise in einem Quellschrank mit einem Trägergas (wie Argon und Stickstoff) vermischt. Das Gasgemisch wird dann kontinuierlich in einen Diffusionsofen injiziert und zirkuliert um den Wafer, wodurch der Dotierstoff auf der Waferoberfläche abgeschieden wird. Der Dotierstoff reagiert anschließend mit Silizium und bildet ein Dotiermetall, das in das Silizium migriert.

Gasmischung für epitaktisches Wachstum

Epitaktisches Wachstum ist das Verfahren zur Abscheidung und zum Wachstum eines einkristallinen Materials auf einer Substratoberfläche. In der Halbleiterindustrie werden die Gase, die zur Abscheidung einer oder mehrerer Materialschichten mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) auf einem sorgfältig ausgewählten Substrat verwendet werden, als Epitaxiegase bezeichnet. Gängige Epitaxiegase für Silizium sind Dihydrogendichlorsilan, Siliziumtetrachlorid und Silan. Sie werden hauptsächlich für die epitaktische Siliziumabscheidung, die Abscheidung von polykristallinem Silizium, Siliziumoxidschichten, Siliziumnitridschichten und amorphen Siliziumschichten für Solarzellen und andere lichtempfindliche Bauelemente eingesetzt.

Ionenimplantationsgas

In der Halbleiterfertigung und der Herstellung integrierter Schaltungen werden die Gase, die beim Ionenimplantationsprozess verwendet werden, zusammenfassend als Ionenimplantationsgase bezeichnet. Ionisierte Verunreinigungen (wie Bor-, Phosphor- und Arsenionen) werden auf ein hohes Energieniveau beschleunigt, bevor sie in das Substrat implantiert werden. Die Ionenimplantationstechnologie wird am häufigsten zur Steuerung der Schwellenspannung eingesetzt. Die Menge der implantierten Verunreinigungen kann durch Messung des Ionenstrahlstroms bestimmt werden. Typische Ionenimplantationsgase sind Phosphor-, Arsen- und Borgas.

Ätzgemischgas

Beim Ätzen wird die bearbeitete Oberfläche (z. B. Metallfilm, Siliziumoxidfilm usw.) auf dem Substrat, die nicht mit Fotolack maskiert ist, weggeätzt, während der mit Fotolack maskierte Bereich erhalten bleibt, um das gewünschte Bildmuster auf der Substratoberfläche zu erhalten.

Gasmischung für die chemische Gasphasenabscheidung

Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) nutzt flüchtige Verbindungen, um durch eine chemische Gasphasenreaktion eine einzelne Substanz oder Verbindung abzuscheiden. Es handelt sich um ein Filmbildungsverfahren, das auf Gasphasenreaktionen basiert. Die verwendeten CVD-Gase variieren je nach Art des zu erzeugenden Films.