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最終更新 2026-10-28

ホスフィンとは(PH3)

Phosphine (PH3)

ホスフィン(PH3)とは、リンに水素3個が結びついた気体で、シリコンなどにリンを加えてn型にするドーピングの原料ガスです。エピタキシャル成長、ポリシリコンのCVD、イオン注入などで使われます。非常に毒性が強く自然発火のおそれもあるため、特殊高圧ガスとして厳重に管理されます。

目次7項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連用語
  6. 比較・違いを学ぶ
  7. 出典・参考資料

定義・解説

ホスフィン(PH3)とは、リン1個に水素3個が結びついた無色の気体で、半導体にリンを加えてn型にする(ドーピングする)ための原料ガスです。シリコンのエピタキシャル成長やポリシリコンのCVDで、成長させながら膜にリンを加えるときに使われるほか、イオン注入装置でリンのイオンを作る原料にも使われます。化合物半導体のInPなどをMOCVDで作るときのリンの原料にもなります。

ホスフィンは、非常に毒性の強いガスで、ごくわずかな濃度でも人体に危険です。空気中で自然に発火することもあるため、半導体の工場では特殊高圧ガスとして厳しく管理されています。多くの場合、水素や窒素で薄めた状態でシリンダーに詰め、漏えいの検知器と自動の遮断弁を備えたシリンダーキャビネットに置き、配管も二重にして扱います。

より安全に使うため、イオン注入の原料には、ガスを多孔質の吸着材に吸わせ、大気圧より低い圧力でシリンダーに保管する方式(減圧貯蔵)が広く使われています。シリンダーが壊れても、中のガスが勢いよく漏れ出しにくいのが特長です。装置から出た排気に残ったホスフィンは、除害装置で分解・吸着してから外へ出します。

図解

ホスフィンのエピタキシャル成長、ポリシリコンCVD、イオン注入での用途と安全管理の一覧

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特殊高圧ガスとして法令に基づき管理される。

よくある質問(FAQ)

ホスフィンとアルシンの違いは何ですか?
どちらもn型のドーピングに使う水素化物のガスで、ホスフィンはリン、アルシンはヒ素を加えます。ヒ素はリンより重く、イオン注入で浅く入るため浅い接合の形成に、リンはより深く入るためウェルなどの形成に使い分けられます。どちらも非常に毒性が強いガスです。
減圧貯蔵とは何ですか?
毒性のガスを、活性炭などの多孔質の吸着材に吸わせて、大気圧より低い圧力でシリンダーに保管する方式です。ガスを取り出すときは装置の側で吸い出します。シリンダーや配管が壊れても、中が大気圧より低いため、ガスが勢いよく漏れ出すことがなく、安全性が高くなります。

設備の製造メーカー

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比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. SEMI「C00306 - SEMI C3.6 - Specification for Phosphine (PH3) in Cylinders, 99.98% Quality」(2026/10/28 確認)