Gas van een verbinding van fosfor en waterstof. Wordt gebruikt als grondstof om n-type doteringsstof (fosfor) in silicium te brengen. Extreem giftig.
Japanse benaming: ホスフィン(PH3)
“Fosfine (PH3)” komt voor in 10 oefenvragen uit 6 onderwerpen, bijv. Procesmaterialen (gassen, chemicaliën), Epitaxiale groei, Milieu en veiligheid.
Vakgebied: Procesmaterialen (gassen, chemicaliën)
Fosfine (PH3) levert fosfor, de meest gebruikte n-type doteringsstof voor silicium. Bij ionenimplantatie wordt het in de ionenbron gekraakt en geïoniseerd, en de massa-analysator selecteert P⁺-ionen. Bij CVD en epitaxie wordt het samen met de siliciumbron toegevoerd voor in-situ-dotering, wat geleidend polysilicium voor elektroden oplevert of met fosfor gedoteerd silicium (Si:P) voor source/drain-gebieden met concentraties in de orde van 10²¹ cm⁻³. Het wordt ook gebruikt om fosfosilicaatglas te deponeren, en bij de groei van verbindingshalfgeleiders is het de fosforbron voor materialen zoals indiumfosfide.
Er zijn maar minieme hoeveelheden doteringsstof nodig, dus zuiver fosfine zou debieten vragen die te klein zijn voor een mass flow controller om nauwkeurig te doseren. Door het te verdunnen tot enkele procenten of tot ppm-niveaus in waterstof of stikstof kan de vereiste dosis bij goed regelbare debieten worden geleverd. Verdunning verlaagt ook de concentratie die bij een lek vrijkomt, wat zowel het toxische als het brandrisico vermindert. Voor implanters wordt fosfine vaak geadsorbeerd aan een poreuze vaste stof opgeslagen in subatmosferische containers, die bij falen van een klep of koppeling eerder lucht naar binnen zuigen dan gas naar buiten lekken.
Fosfine is extreem giftig, met beroepsmatige blootstellingsgrenzen rond 0,05 ppm, en bovendien brandbaar. Fabs houden cilinders daarom in afgezogen gaskasten, voeren het door dubbelwandige leidingen en installeren continue lekdetectoren die zijn gekoppeld aan noodafsluiters. Afgas van procestools gaat door abatementsystemen die niet-gereageerd hydride verbranden, wassen of adsorberen vóór lozing. Subatmosferische adsorptiebronnen verkleinen de kans op een grote emissie, maar veranderen niets aan de giftigheid van het gas, dus detectie en afzuiging blijven nodig.
Arsine (AsH3) is de andere hydridebron voor n-type; arseen is zwaarder en diffundeert langzamer dan fosfor, wat goed past bij ondiepe juncties. Fosforoxychloride (POCl3) is een vloeibare bron die bij ovendiffusie wordt gebruikt, waar het fosforrijk glas op het waferoppervlak vormt; het is nog steeds gangbaar voor emitters van kristallijn-siliciumzonnecellen. Voor de p-type doteringsstof boor is diboraan (B2H6) het gebruikelijke gas voor in-situ-dotering en boortrifluoride (BF3) het gebruikelijke brongas voor implantatie.
Antwoord: B. Ze zijn zeer giftig en vereisen streng lekbeheer
Fosfine en arsine zijn zo giftig dat een toelaatbare concentratie van 0,05 ppm of lager geldt. Ze worden streng beheerd met een combinatie van gascilinderkasten, lekdetectoren, noodafsluiters en afgasreinigers. Ook worden veel containers gebruikt waarin het gas aan een poreus adsorptiemateriaal is geadsorbeerd en bij een druk lager dan de atmosferische druk wordt geleverd, zodat het bij lekkage moeilijk naar buiten komt. Het zijn geen onbrandbare, onschadelijke gassen; fosfine is bovendien brandbaar.
Antwoord: B. Omdat de benodigde hoeveelheid zeer klein is en de stroom zo nauwkeuriger te regelen is, en om het risico van giftigheid en reactiviteit te verlagen
Omdat de toe te voegen hoeveelheid dopant zeer klein is, is de stroom van zuiver gas te klein om nauwkeurig met een massaflowcontroller te regelen. Verdund met waterstof of stikstof tot enkele procenten tot ppm-niveau kan de benodigde hoeveelheid nauwkeurig met een goed hanteerbare stroom worden toegevoerd. Verdunning verlaagt ook de concentratie bij lekkage en vermindert het gevaar van giftigheid en spontane ontbranding. Zuiver diboraan ontleedt zelfs bij kamertemperatuur geleidelijk, dus verdunning helpt ook voor de stabiliteit.
Het is al bij zeer lage concentraties zeer giftig, met blootstellingsgrenzen rond 0,05 ppm, en het is brandbaar. Een lek kan mensen schaden voordat het wordt opgemerkt, dus het wordt alleen gebruikt met gaskasten, lekdetectoren, automatische afsluiting en afgasbehandeling.
Het is een n-type bron: fosfor heeft vijf valentie-elektronen, één meer dan silicium, dus elk substitutioneel fosforatoom staat een elektron af. De gangbare p-type tegenhangers zijn diboraan en boortrifluoride.
Fosfine is een gas dat in ionenimplanters en voor in-situ-dotering tijdens CVD of epitaxie wordt gebruikt. POCl3 is een vloeibare bron voor diffusieovens, waar het een fosforglas op de wafer vormt van waaruit fosfor het silicium in diffundeert.
Fosfine en arsine zijn zo giftig dat een toelaatbare concentratie van 0,05 ppm of lager geldt.
Welke uitspraak over de kenmerken van fosfine (PH3) en arsi…Voor doping worden fosfine of diboraan toegevoegd.
Welk gas wordt als grondstof gebruikt bij de epitaxiale gro…Bij in-situ-doping stroomt tijdens de groei doteergas (fosfine, diboraan e.d.), zodat onzuiverheden worden opgenomen.
Hoe heet het toevoegen van onzuiverheden tijdens de groei d…Voor boor wordt BBr3 gebruikt, en als gassen fosfine en diboraan.
Welke verbinding wordt gebruikt als vloeibare diffusiebron …Voor fosfor wordt fosfine (PH3), voor arseen arsine (AsH3) en voor germanium onder meer GeF4 gebruikt.
Welk gas wordt kenmerkend gebruikt in de ionenbron van een …Arsine (AsH3) Epitaxiale groei Ionenimplantatie Massaflowcontroller (MFC) Silaan (SiH4) SiGe (silicium-germanium) Thermische diffusie LPCVD (low-pressure CVD) CVD Via