芯片制程常見的金屬材料及其特性

芯片制造中的金屬材料有什么作用？又是如何選擇的呢？

芯片的材料主要是有三種：半導(dǎo)體材料，介質(zhì)材料，金屬材料。 這里主要介紹芯片制程常見的金屬材料及其特性。

金屬材料的作用？

1，導(dǎo)電的作用。金屬最大的用途就是用來導(dǎo)電，通過沉積的方法得到金屬層，進行各部分的互連，導(dǎo)通電信號等。 2，導(dǎo)熱的作用。在芯片工作時，電流通過晶體管會產(chǎn)生熱量。如果這些熱量不能有效地從芯片中導(dǎo)出，它將導(dǎo)致芯片過熱，常用金屬作導(dǎo)熱填充材料，填充在芯片的熱通道中，幫助將熱量從芯片內(nèi)部傳輸?shù)叫酒耐獠浚瑴p小潛在的機械應(yīng)力。 3，保護的作用。金屬層經(jīng)常作為鈍化層，覆蓋在其他敏感結(jié)構(gòu)之上，為其提供物理保護，防止?jié)駳?、氧氣和其他可能對芯片造成腐蝕的物質(zhì)對芯片的損害。

芯片的常見金屬

銅 (Cu)：

互連導(dǎo)線：銅因其低電阻性和優(yōu)越的導(dǎo)電性，被廣泛應(yīng)用于互連導(dǎo)線，連接芯片中的不同部分。

種子層：為電鍍銅提供一個種子層。

鋁 (Al)：

互連導(dǎo)線：在最早的CMOS工藝中，鋁是主要的互連材料。

電極和接觸：與硅或其他材料形成良好的歐姆接觸。

鎢 (W)：

接觸填充：用于填充與活性硅區(qū)域的接觸孔。

局部互連：在某些工藝中，鎢用作垂直或水平的局部互連。

鈦 (Ti) 和(TiN)：

屏敝層：用于隔離鋁或銅與硅之間，防止金屬與硅的擴散。

粘附層：提高金屬與下層之間的附著力。

柵電極：在某些金屬柵技術(shù)中使用。

鈷 (Co) 和鈷合金： 硅化物形成：與硅反應(yīng)形成鈷硅化物。 金 (Au)： 電鍍：電鍍金凸塊等 傳感器電極：在某些MEMS或生物傳感器中使用。

銀 (Ag)： 導(dǎo)電漿料：用于某些先進的封裝技術(shù)。 電鍍：電鍍錫銀合金 鎳 (Ni)： 硅化物形成：與硅反應(yīng)形成鎳硅化物，用于某些接觸應(yīng)用。 磁性金屬：被廣泛用于磁性應(yīng)用，如磁頭、磁性屏蔽和磁性核心材料。

鉑 (Pt)： 傳感器電極：在某些高溫或化學(xué)傳感器中使用。 鐵電隨機存取存儲器 (FeRAM)電極：與PZT等鐵電材料配合使用。 鉭（Ta） 金屬間隔離層：由于鉭的良好抗腐蝕性，它經(jīng)常用作金屬間隔離層，特別是在銅互連技術(shù)中。 鉬（Mo） 常用來作為射頻芯片的電極。 常見金屬性質(zhì)：

編輯：黃飛