半導體原材料是集成電路產業的基石,集成電路生產的各個環節均要用到半導體原材料,如光刻環節要用到掩膜版和 光刻膠及清洗用的各類濕化學品等,但有很多人不清楚集成電路原材料的分類及用途,所以本文將一一回答這些問題。
1、集成電路原材料有哪些?
集成電路原材料,按照導電能力的不同可分為導體、半導體和絕緣體三類,集成電路的生產環節都要應用到這三類材料,三類材料的分類表如下:
2、集成電路原材料有什么用?
①導體
導體,鋁、金、鎢、銅等金屬在集成電路工藝中的應用如下:
(1)構成低值電阻;
(2)構成電容元件的極板;
(3)構成電感元件的繞線;百個
(4)構成傳輸線(微帶線和共面波導)的導體結構;
(5)與輕摻雜半導體構成肖特基結接觸;
(6)與重摻雜半導體構成半導體器件的電極的歐姆接觸;
(7)構成元器件之間的互連;
(8)構成與外界焊接用的焊盤。
重摻雜的多晶硅電導率接近導體,因此常常被作為導體看待,主要用來構成MOS晶體管的柵極以及元器件之間的短距離互連。
②絕緣體
作為絕緣體,二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅等硅的氧化物和氮化物在集成電路工藝中主要具有如下功能:
(1)構成電容的絕緣介質;
(2)構成金屬-氧化物-半導體器件(MOS)的柵絕緣層;
(3)構成元件和互連線之間的橫向隔離;
(4)構成工藝層面之間的垂直隔離;
(5)構成防止表面機械損傷和化學污染的鈍化層。
③半導體
半導體材料是集成電路制造中的核心材料,則主要利用半導體摻雜以后形成P型和N型半導體,在導體和絕緣體材料的連接或阻隔下組成各種集成電路的元件一一半導體器件。
3、半導體材料有那些特性?
①半導體的導電能力隨所含的微量雜質而發生顯著變化;
②半導體材料須十分純凈;
一般材料純度在99.9%已認為很高了,有0.1%的雜質不會影響物質的性質。而半導體材料不同,純凈的硅在室溫下: ρ= 21400Ω. cm,如果在硅中摻入雜質磷原子,使硅的純度仍保持為99.999%。則其電阻率變為: ρ=0.2Ω . cm。因此,可利用這一性質通過摻雜質的多少來控制硅的導電能力,改變性質,制造器件。
③半導體的導電能力隨光照而發生顯著變化;
④半導體的導電能力隨外加電場、磁場的作用而發生變化。