下面我来详细介绍电子特气在晶圆加工各环节中的作用原理。
外延沉积位于硅片初生产环节，指在衬底硅片上镀上一层单晶薄膜（外延硅膜、氧化硅膜、氮化硅膜、非晶硅膜）作为缓 冲层阻止有害杂质进入晶圆衬底。常用的方法有化学气相沉积法（CVD）和物理气相沉积法（PVD），化学气相沉积法需 用到大量电子气体，是指气体混合物（也称外延气，组分特气甲硅烷、乙硅烷、氯硅烷、二氯二氢硅、5N以上高纯氯化氢、 锗烷和稀释气氦/氩/氢/氮的混合气）和 MO 源（高纯金属有机化合物）发生化学反应，生成固态膜沉积在硅片表面，含硅 薄膜制备具有生长速率快、结晶质量好等特点。CVD 具体流程通常包括气体传输至沉积区域、膜先驱物的形成、膜先驱物 附着在硅片表面、膜先驱物粘附、膜先驱物扩散、表面反应、副产物从表面移除、副产物从反应腔移除等八个主要步骤。 化学气相沉积膜中所有的物质都源于外部气源，原子或分子会沉积在硅片表面形成薄膜。 注：外延片的作用是在电阻极低的衬底上生长一层高电阻率外延层，器件制作在外延层上，这样高电阻率的外延层保证了 晶体管间有高的击穿电压，而低电阻的衬底又降低了基片的电阻，从而降低了饱和压降，在两者间形成了平衡。
光刻：包括涂敷光刻胶、前烘、曝光、显影、坚膜等工序，即在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶，再用光线 （一般是紫外光、深紫外光、极紫外光）透过掩模照射在硅片表面，被光线照射到的光刻胶会发生反应形成交联结构，此 后用特定溶剂洗去被照射（正性光刻，曝光部分的光刻胶易溶于显影液，形成图形与掩模版上相同，小尺寸高端芯片多使 用该方法）/未被照射的光刻胶，进而实现设计好的电路图从掩模板到晶圆表面的转移。 光刻过程中一般用到的电子特气为光刻混合气（Ar/F/Ne 、Kr/Ne 、Ar/Ne 、Kr/F/Ne 混合气等），这种混合气体在高压受 激发后，就会形成等离子体(部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的电中性离子化气体状物质)， 在这个过程中，由于电子跃迁，会产生固定波长的光线，激发出来的紫外光线经过聚合、滤波等过程就会产生光刻机的光 源，再经过复杂的光路对硅晶圆进行光刻。
刻蚀是指采用物理或化学方法，从衬底上的晶体薄膜有选择地去除材料，从而使掩膜图形正确复制在硅片薄膜上。常见的 刻蚀方法分为干法化学刻蚀和湿法化学刻蚀，湿法刻蚀是利用液态化学试剂或溶液通过化学反应进行刻蚀；干法化学刻蚀 是利用低压放电使导入气体产生等离子体中的离子或游离基，进而与材料发生化学反应，产生带电离子、分子、电子及化 学活性很强的原子（分子）团，当产生的原子（分子）团扩散到被刻蚀膜层的表面时，会与硅片上的单晶薄膜反应生成具 有挥发性的物质，并被真空设备抽离排出。干法刻蚀的优点是各向异性 (即垂直方向刻蚀速率远大于横向速率)明显、特征 尺寸控制良好、化学品使用和处理费用低、蚀刻速率高、均匀性好、良率高等，常用的干法刻蚀是等离子体刻蚀。 硅片刻蚀气体主要为氟基气体。常见的氟基气体包括 CF4、SF6、C2F6、NF3，以及氯基（Cl2）气体和溴基（Br2、HBr） 气体等。在刻蚀工艺中，O2 和 H2 会被适当地加入，并参与辅助反应，从而达到调节离子浓度，影响刻蚀速率的目的。
掺杂是指将需要的杂质掺入特定的衬底基片中，形成 pn 结、电阻、欧姆接触等，从而改变半导体电学性质的过程。掺杂工 艺主要有扩散和离子注入（杂质掺入量可精准控制、重复性好、加工温度低，已成为主流技术），扩散是在 900-1200℃的 高温和不同浓度梯度的 p 型（硼）或 n 型（砷、磷）杂质气氛下，使掺杂源向衬底的确定性区域扩散，III（硼类）、V （砷 类、磷类）族元素占据硅原子位置形成 pn结的过程；离子注入是直接将具有很高能量的杂质离子射入半导体衬底中，注入 能量一般在 1KeV-1MeV，对应的平均离子分布深度在 10nm-10um 间。 p 型半导体是在硅(锗)单晶中掺入少量三价元素硼(或铝、铟、镓等)，常用的三价掺杂气体有三溴化硼、三氟化硼、乙硼烷 等；n 型半导体是在硅(锗)单晶中掺入少量五价元素磷 (或砷、锑等)，常用的五价掺杂气体有磷烷、三氯氧磷、三氟化磷、 五氟化磷、砷烷、五氟化砷、五氯化锑等。
