芯片是什么材料


芯片是什么材料

【芯片是什么材料】
本文通过对半导体材料的分析,了解了半导体材料的组成、种类及基本性质 。芯片是一种将信息转化为电信号的装置,具有制造过程复杂而精细,制造成本较高,制造周期长等特点 。根据设计原理和制造工艺,集成电路可分为硅晶圆(CMOS)和晶圆(FPC)两大类 。晶圆是集成电路的最重要载体和核心部分,是实现芯片功能和结构最基本也最复杂的环节 。集成电路的主要功能就是将大量数据转换为电信号或存储于存储器中或计算机中的各种电路功能部分(如存储器与运算控制器);晶圆是实现芯片功能的基础和核心部分(如晶圆封装);芯片器件是实现集成电路的各种电路功能部分所需的电子元件(如电路及接口);芯片器件构成了半导体技术发展的基础——半导体材料组成中晶体管、集成电路器件三大类关键材料,这三大类材料在结构性能上有很多相似之处呢?对此,本文从金属、非金属和有机等方面分析了目前国际 IC行业主流的基本材料组成和特点 。
一、芯片基本结构
集成电路按其结构可以分为两大类:晶胞集成电路(BGA)和集成电路(IC) 。与晶胞集成电路相比,集成电路具有体积小、重量轻、制造周期短、制造成本低等优点,因而在当今集成电路领域中占据了主导地位 。芯片的主要结构包括封装(Series)、逻辑电路、控制电路系统 。集成电路的封装主要由衬底、引脚、封装基板、封装线路、外罩等部分组成:半导体器件封装是将芯片(或芯片)按照功能需要、技术要求进行划分,封装可分为光刻胶封装、无源(含磁半导体封装)和有源(含磁半导体封装)三大类 。
二、基本材料种类
金属:主要包括金属锗、铟、镉、铋等,其中,铟因其良好的电导率和导电性等特性而广泛应用于各类半导体产品当中 。非金属:包括氟化物、氧化物、氮化物等;有机:包括有机玻璃、有机硅烷、有机过氧化物等常见的有机化合物以及卤化物等 。目前国际 IC行业主要的基本材料包含五大类:金属、有机、无机和半导体芯片工艺四个大类领域 。其中,金属、非金属以及有机等三大类应用最为广泛,占全球 IC行业主要材料需求50%以上的市场份额 。另外,半导体芯片工艺属于高端技术领域,主要涉及光刻胶、刻蚀机、离子注入机等工艺设备,而光刻胶与刻蚀机均是目前半导体产业中高端应用方面高端工艺所必须使用的核心关键技术产品 。
三、化学键本质不同
化学键本质上是一种化学键材料之间的相互作用 。例如,在硅片表面存在两种化学键,分别是阴离子O-H键和阳离子-O-H键 。在硅中,由于碳原子的排列方式为 N+2 (Al+2) 。这种化学键将电子和空穴相互吸引形成一个力 C,这就保证了电荷在电子之间的转移能力和电子能够牢牢地粘住,从而使硅具有优异的电学性能及力学性能 。而在硅的非晶面上则没有这两种键合现象,即原子间不能发生相互作用、电荷互相吸引形成了一个力 C (+2)* G (N)* H的强亲水疏水性团块 。根据上述原理,材料之间会相互吸引吸附、扩散并被介质分隔开来,形成各种性质各异而且种类繁多的体系 。

秒懂生活扩展阅读