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​集成电路的原材料有哪些?有什么用?

2022-08-09 15:29
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半导体原材料是集成电路产业的基石,集成电路生产的各个环节均要用到半导体原材料,如光刻环节要用到掩膜版和 光刻胶及清洗用的各类湿化学品等,但有很多人不清楚集成电路原材料的分类及用途,所以本文将一一回答这些问题。

1、集成电路原材料有哪些?

集成电路原材料,按照导电能力的不同可分为导体、半导体和绝缘体三类,集成电路的生产环节都要应用到这三类材料,三类材料的分类表如下:

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2、集成电路原材料有什么用?

①导体

导体,铝、金、钨、铜等金属在集成电路工艺中的应用如下:

(1)构成低值电阻;

(2)构成电容元件的极板;

(3)构成电感元件的绕线;百个

(4)构成传输线(微带线和共面波导)的导体结构;

(5)与轻掺杂半导体构成肖特基结接触;

(6)与重掺杂半导体构成半导体器件的电极的欧姆接触;

(7)构成元器件之间的互连;

(8)构成与外界焊接用的焊盘。

重掺杂的多晶硅电导率接近导体,因此常常被作为导体看待,主要用来构成MOS晶体管的栅极以及元器件之间的短距离互连。

②绝缘体

作为绝缘体,二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅等硅的氧化物和氮化物在集成电路工艺中主要具有如下功能:

(1)构成电容的绝缘介质;

(2)构成金属-氧化物-半导体器件(MOS)的栅绝缘层;

(3)构成元件和互连线之间的横向隔离;

(4)构成工艺层面之间的垂直隔离;

(5)构成防止表面机械损伤和化学污染的钝化层。

③半导体

半导体材料是集成电路制造中的核心材料,则主要利用半导体掺杂以后形成P型和N型半导体,在导体和绝缘体材料的连接或阻隔下组成各种集成电路的元件一一半导体器件。

3、半导体材料有那些特性?

①半导体的导电能力随所含的微量杂质而发生显著变化;

②半导体材料须十分纯净;

一般材料纯度在99.9%已认为很高了,有0.1%的杂质不会影响物质的性质。而半导体材料不同,纯净的硅在室温下: ρ= 21400Ω. cm,如果在硅中掺入杂质磷原子,使硅的纯度仍保持为99.999%。则其电阻率变为: ρ=0.2Ω . cm。因此,可利用这一性质通过掺杂质的多少来控制硅的导电能力,改变性质,制造器件。

③半导体的导电能力随光照而发生显著变化;

④半导体的导电能力随外加电场、磁场的作用而发生变化。


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