半導體業界常用之介電質材料有哪些??

Question

想請問在半導體業界中，我知道較常用之介電質材料有SiO2，除了SiO2還有哪些介電質材料是比較常被使用的??煩請大家提供了。

Answer 1

Gate dielectric 的應用 - SiO2, Si3N4, HfOx 或 HfOxSiy 主要是因為在不斷的微縮電晶體的製程中, 必須維持甚至提升電晶體的效能 如 速度 耗電...必須讓有效匣極氧化層 厚度 跟進變薄 以增進電晶體效能 oxide變薄就會漏電 因此才會使用 high k 介電質材料 使實際厚度維持住 有效匣極氧化層厚度卻是變薄
多層金屬連接層 - 降低 RC delay, 必須使用low k 材料 有 FSG - 含F之玻璃, Carbon rich 矽化物, 一般由CVD長成 , SILK 為 IBM 所發展 類似光阻的液體 塗佈在晶面上 再加以烘烤 這種材料一般可以做到較低之k值 但機械強度卻不足 所以CMP 研磨極易龜裂
其他的應用 - ZrO2, Al2O3, BPSG, Ta2O5, PZT, 從 IEDM 找 可以發現一大堆

Answer 2

半導體業界中，較常用之介電質材料分類有:
Low-K (低介電係數 for interconnect dielectric): SiOxFy, SILK, ELK 等大部分是 SiO2 的變種; 參雜氟 , 或以 porous structure 為降低 介電係數. 目的為減少金屬層繞線的 R*C delay.

High-K ( 高介電係數 for gate dielectric): 除 SiO2 外上有 SiON, Si3N4, TiO2, Ta2O5, SrTiO3, (Ba, Sr)TiO3, PZT 等. 前四種較常用.

Answer 3

實際使用的材料應該都是化合物吧~~

Answer 4

以前上課老師教:半導體所用的材料：矽，鍺可製造成:NPN，PNP 電晶體......等等