作為電子工業中重要的的摻雜技術之一，離子注入工藝主要是離子注入氣在100keV電離后射入半導體表面，以實現改變半導體表面材料性能尤其是MOSFET閾值電壓的功能。在進行離子注入時，需要使用到摻雜源離子注入氣體，而這些摻雜源都屬于對人體有毒有害的氣體。那么離子注入工藝危險有害氣體有哪些呢？一般而言，主要包括三氟化硼BF3、磷化氫PH3、砷化氫AsH3等，而在現場安裝使用芯片廠摻雜區有害氣體報警器就是為了對這些氣體進行監測，以免發生危險。

離子注入是最重要的摻雜方法，摻雜改變晶圓片的電學性能。由于本征硅（即不含雜質的硅單晶）的導電性能很差，只有當硅中加 入適量雜質使其結構和電學性能發生改變后才起到半導體的功能，這個過程被稱為摻雜。硅摻雜是 制備半導體器件中 P-N 結的基礎，是指將所需雜質原子摻入特定的半導體區域以對襯底基片進行局 部摻雜，改變半導體的電學性質，現已被廣泛應用于芯片制造的全過程。

離子注入是一種向襯底中引入可控制數量的雜質，以改變其電學性能的方法。它是一個物理過程，不發生化學反應。離子注入在現代硅片制造過程中有廣泛應用，其中最主要的用途是摻雜半導體，離子注入能夠重復控制雜質的濃度和深度。

芯片摻雜離子注入工藝的主要優點如下：

1、精確控制雜質含量：能在很大范圍內控制注入雜質濃度，從1010到 1017ions/cm2，誤差在±2%之間。擴散在高濃度控制雜質含量誤差在5%到10%以內，但濃度越小誤差越大。
2、很好的雜質均勻性：用掃描的方法控制雜質的均勻性。
3、對雜質穿透深度有很好的控制：通過控制注入過程離子能量，控制雜質的穿透深度，增大了設計的靈活性，如埋層，最大雜質濃度在埋層里，最小濃度在硅片表面。
4、產生單一離子束：質量分離技術產生沒有沾污的純離子束，不同的雜質能夠被選出進行注入，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、注入的離子能穿過薄膜：雜質可以通過薄膜注入，如氧化物或氮化物，這 就允許MOS晶體管閾值電壓調整在生長柵氧化層之后進行，增大了注入的靈活性。
7、無固溶度極限： 注入雜質含量不受硅片固溶度限制。

 

芯片摻雜離子注入工藝危險有害氣體主要有以下幾種：

1、固態源（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，但其對人體的傷害主要表現為對呼吸系統和皮膚的刺激，長期暴露在BN氮化硼中，可能會導致呼吸道炎癥、流感等癥狀，同時也會對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的化學物質，長期接觸As2O3三氧化二砷會導致慢性中毒，表現為呼吸困難、胸腔積液、消瘦等癥狀，甚至可導致惡性腫瘤。P2O5五氧化二磷也是一種對人體有潛在危害的化學物質，長期暴露在P2O5五氧化二磷中會對皮膚和眼睛造成刺激和損傷，同時會對呼吸系統造成傷害，引起氣道炎癥和肺炎等癥狀。
2、液態源（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合成試劑使用，在使用過程中會對皮膚、眼睛和呼吸系統造成刺激和損傷。長期接觸或吸入會引起疼痛、紅腫、潰瘍、呼吸道炎癥等，甚至會影響中樞神經系統和造血系統。AsCl3三氯化砷是一種有毒的化學品，長期接觸會導致慢性中毒，表現為氣管、支氣管和肺部疾病，同時可對神經系統、肝臟、腎臟等器官造成損害。POCl3氯氧化磷常用于生產有機磷酸酯等化學品。長期接觸會對皮膚、眼睛和呼吸系統造成刺激，同時會使人處于缺氧狀態導致呼吸困難、胸痛和嗜睡等癥狀，甚至可導致窒息和死亡。
3、氣態源（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色氣體，長期接觸或吸入B2H6氣體會導致中毒，表現為呼吸道刺激、眼睛刺激、胸痛等癥狀，嚴重的情況下可導致窒息、心跳驟停和死亡。AsH3砷化氫是一種有毒氣體，長期接觸或吸入AsH3氣體會導致慢性中毒，表現為腹痛、惡心、嘔吐、疲勞、貧血等癥狀，嚴重的情況下可導致神經系統、腎臟、肝臟等重要器官的損傷。PH3磷化氫也是一種有毒氣體，長期接觸或吸入PH3氣體會導致慢性中毒，表現為腹痛、惡心、嘔吐、頭暈、昏迷等癥狀，嚴重的情況下可導致死亡。BF3三氟化硼是一種強氧化劑，長期接觸或吸入BF3氣體會導致眼睛、呼吸道、皮膚等部位的刺激和損傷，嚴重的情況下可導致氣道收縮和肺不張。

以采用進口高精度氣體傳感器的ERUN-PG51S6固定在線式有毒有害氣體檢測報警儀為例，可以同時檢測并顯示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，超標聲光報警，并聯鎖自動控制排氣風機的啟停，測量數據結果可通過分線制4-20 mA模擬信號量或總線制RS 485（Modbus RTU）數字量信號以及無線模式傳輸，通過ERUN-PG36E氣體報警控制器在值班室實時顯示有害氣體的濃度值，并相應的觸發報警動作。

芯片摻雜離子注入工藝有害氣體檢測報警儀技術參數：
產品型號：ERUN-PG51S6
檢測氣體：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、催化燃燒、紅外、半導體、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：報警器2.5寸彩屏現場顯示濃度值；控制器主機9寸彩屏值班室顯示濃度值
報警方式：現場聲光報警，值班室聲光報警
數據傳輸：4-20mA、RS485，可選無線傳輸
防護功能：IP66級防水防塵
防爆功能：隔爆型，Ex d ⅡC T6 Gb級防爆

以上就是關于離子注入工藝危險有害氣體有哪些的相關介紹，在電子工業中，離子注入成為了微電子工藝中的一種重要的摻雜技術，也是控制MOSFET閾值電壓的一個重要手段，因此在當代制造大規模集成電路中，可以說是一種必不可少的手段。但是在整個芯片摻雜離子注入工藝過程中卻存在著包括B2H6硼乙烷、AsH3砷化氫、PH3磷化氫、BF3三氟化硼等在內的危險有害氣體，為了防止這些芯片摻雜離子注入氣體泄漏造成危險事故，需要在現場安裝使用芯片廠摻雜區有害氣體報警器來實現24小時不間斷連續實時在線監測這些芯片摻雜離子注入氣體的濃度值并超標報警自動聯鎖風機電磁閥啟停等功能。