芯片制程常见的金属材料及其特性

芯片制造中的金属材料有什么作用？又是如何选择的呢？    

芯片的材料主要是有三种：半导体材料，介质材料，金属材料。 这里主要介绍芯片制程常见的金属材料及其特性。  

金属材料的作用？

1，导电的作用。金属最大的用途就是用来导电，通过沉积的方法得到金属层，进行各部分的互连，导通电信号等。 2，导热的作用。在芯片工作时，电流通过晶体管会产生热量。如果这些热量不能有效地从芯片中导出，它将导致芯片过热，常用金属作导热填充材料，填充在芯片的热通道中，帮助将热量从芯片内部传输到芯片的外部，减小潜在的机械应力。 3，保护的作用。金属层经常作为钝化层，覆盖在其他敏感结构之上，为其提供物理保护，防止湿气、氧气和其他可能对芯片造成腐蚀的物质对芯片的损害。  

芯片的常见金属

铜 (Cu)：

互连导线：铜因其低电阻性和优越的导电性，被广泛应用于互连导线，连接芯片中的不同部分。

种子层：为电镀铜提供一个种子层。

铝 (Al)：

互连导线：在最早的CMOS工艺中，铝是主要的互连材料。

电极和接触：与硅或其他材料形成良好的欧姆接触。

钨 (W)：

接触填充：用于填充与活性硅区域的接触孔。

局部互连：在某些工艺中，钨用作垂直或水平的局部互连。

 

钛 (Ti) 和(TiN)：

屏敝层：用于隔离铝或铜与硅之间，防止金属与硅的扩散。

粘附层：提高金属与下层之间的附着力。

栅电极：在某些金属栅技术中使用。

钴 (Co) 和钴合金： 硅化物形成：与硅反应形成钴硅化物。 金 (Au)： 电镀：电镀金凸块等 传感器电极：在某些MEMS或生物传感器中使用。

银 (Ag)： 导电浆料：用于某些先进的封装技术。 电镀：电镀锡银合金 镍 (Ni)： 硅化物形成：与硅反应形成镍硅化物，用于某些接触应用。 磁性金属：被广泛用于磁性应用，如磁头、磁性屏蔽和磁性核心材料。

铂 (Pt)： 传感器电极：在某些高温或化学传感器中使用。 铁电随机存取存储器 (FeRAM)电极：与PZT等铁电材料配合使用。 钽（Ta） 金属间隔离层：由于钽的良好抗腐蚀性，它经常用作金属间隔离层，特别是在铜互连技术中。 钼（Mo） 常用来作为射频芯片的电极。 常见金属性质：

编辑：黄飞