多学科融合的微纳电子技术:从基础研究到高级器件制造

时间: 2024-10-17
作者: 百灵威
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多学科融合的微纳电子技术:从基础研究到高级器件制造-百灵威
    微纳电子技术是一门综合性的高新技术,涉及电子、机械、物理、化学、生物、医学、材料、制造、测试等多学科领域,其多学科交叉渗透的特点使其成为未来技术更新换代和新兴产业发展的重要基础。在我国,微纳技术主要应用于电子信息和新材料领域,具体体现在半导体、光电、MEMS等电子信息领域的应用,以及生物药物、石墨烯、合金等新材料领域的发展。此外,该技术在军事、医疗、环保、食品等多个领域也有广泛应用。
    微纳电子技术产品的研究主要包括纳米电子器件和纳米电子材料,它们的出现是为了应对微电子技术在尺寸缩小和集成度提高方面的挑战,以实现更低功率消耗、更低成本、更小尺寸及更稳定和更优性能的半导体芯片及电子器件(如、晶体管、二极管、电容器、电阻器及其集成电路组合)。这些产品不仅功能齐全,而且性能良好,其制造过程涉及多种精细的微加工技术,如光刻、化学气相沉积、蚀刻、化学镀及电镀、研磨与抛光、清洗与表面处理、掺杂等,每一步的加工都对应着不同的原材料。
    一、光刻胶
    光刻胶是半导体制造中的关键原材料,主要应用于光刻工艺。它由感光树脂、增感剂和溶剂等主要成分组成,是一种光敏感性的混合液体。根据曝光原理的不同,光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶,其中正性光刻胶在曝光部分会溶解,而负性光刻胶的曝光部分则会固化。这种材料广泛应用于集成电路、半导体器件、平板显示器、触摸屏以及太阳能光伏材料等多个领域。在实际应用中,根据具体的工艺要求,必须选择合适的光刻胶类型。
    光刻胶的合成过程中,光刻胶单体、光引发剂和产酸剂是不可或缺的原料,它们对光刻胶在曝光工艺中的光固化性能起着决定性作用。为了满足这一高标准,百灵威特精心筛选了纯度高、质量稳定的光刻胶合成原料,以供客户选择。
品名 CAS 货号
Benzoin methyl ether, 98%
安息香甲基醚
3524-62-7 528064
Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, 99%
(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦
75980-60-8 567999
Tetramethylammonium hydroxide, 25% solution in H2O
四甲基氢氧化铵
75-59-2 457936
危化品
3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate, 98%
3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯
2530-85-0 175528
Isobornyl acrylate, 93%, stabilized with 200 - 400 ppm MEHQ
丙烯酸异冰片酯
5888-33-5 396012
Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane, 97%
三氯(1H,1H,2H,2H-全氟辛基)硅烷
78560-45-9 549606
1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 99%
1-羟基环己基苯基甲酮
947-19-3 330139
2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone, 99%
2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮
24650-42-8 543244
3-Mercaptopropyltrimethoxysilane, 97%
3-巯基丙基三甲氧基硅烷
4420-74-0 180573
Methyl methacrylate, 99%
甲基丙烯酸甲酯
80-62-6 153563
危化品
2,2-Diethoxyacetophenone, 97%
2,2-二乙氧基苯乙酮
6175-45-7 131709
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    二、化学气相沉积(CVD)/原子层气相沉积(ALD)原料
    薄膜沉积技术是在半导体制造过程中,在主要衬底材料上镀上一层薄膜的工艺。这层薄膜可以由多种不同的材料构成,包括绝缘化合物如二氧化硅、半导体材料如多晶硅、以及金属材料如铜等。在半导体芯片的制作工艺流程中,薄膜沉积位于前道工艺阶段。
    该技术通常在真空和高温条件下进行,通过将两种或以上的气态或液态反应剂蒸汽引入反应室,在晶圆表面发生化学反应,从而形成新的材料并沉积在表面上。目前,薄膜沉积技术在市场上占有最高的比例,并且技术仍在不断发展和迭代。在众多薄膜沉积技术中,化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)是应用最为广泛的技术。
    在使用CVD和ALD技术时,选择合适的前驱体源至关重要,因为它们会直接影响到最终形成的薄膜质量、特性以及沉积过程的效果。百灵威可提供的CVD/ALD用前驱体材料有:
品名 CAS 货号
Trimethyl(methylcyclopentadienyl)platinum(IV), 99%
三甲基(甲基环戊二烯基)合铂(IV)
94442-22-5 218004
3,3',3''-Phosphinetriyltris(propan-1-ol), 80%
三(3-羟基丙基)膦
4706-17-6 969970
Tungsten hexacarbonyl, 99%
六羰基钨
14040-11-0 194282
Tris(N,N'-di-i-propylformamidinato)lanthanum(III), (99.999+%-La) PURATREM La-FMD
三(N,N'-二-异丙基甲脒)镧(III)
1034537-36-4 57-1200
Trimethyl(methylcyclopentadienyl)platinum(IV), 99%
三甲基(甲基环戊二烯基)合铂(IV)
94442-22-5 218004
Xenon(II) fluoride, 99.5%
二氟化氙
13709-36-9 54-1500
Bis(diethylamino)silane, 98%, ≥99.99% metal basis, for CVD/ALD, please refer to the details page for ordering and cleaning cylinder
二(二乙氨基)硅烷
27804-64-4 957403
Tris(dimethylamino)arsine, 99%
三(二甲氨基)砷
6596-96-9 33-5000
Tetrakis(dimethylamido)hafnium(IV), 99%
四(二甲胺基)铪
19782-68-4 622857
Bis(tri-isopropylcyclopentadienyl)strontium 98%
双(三异丙基环戊二烯基)锶,98%
147658-82-0 38-1200
Tetrakis(dimethylamino)titanium, 97%
四(二甲氨基)钛
3275-24-9 135549
Tetrakis(dimethylamido)tin(IV), 99.9%, trace metal basis
四(二甲氨基)锡(IV)
1066-77-9 542675
Tris(dimethylamino)gallium(III) dimer, 98%
三(二甲胺基)镓(III)二聚体
57731-40-5 626076
Tris(butylcyclopentadienyl)yttrium (99.9%-Y) (REO)
三(丁基环戊二烯)钇(III)
312739-77-8 39-4950
Tris(methylcyclopentadienyl)yttrium, 98%, ≥99.99% metal basis, for CVD/ALD, please refer to the details page for ordering and cleaning cylinder
三(甲基环戊二烯)化钇(III)
329735-72-0 634274
Bis(cyclopentadienyl)cobalt(II), 98%
双(环戊二烯)钴
1277-43-6 964056
Triruthenium dodecacarbonyl, 99%
十二羰基三钌
15243-33-1 526096
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    三、蚀刻剂
    蚀刻(Etching)是半导体制造流程中的关键环节,主要通过化学或物理手段去除基片上特定区域的材料,以形成所需的精细电路图案。这一步骤对电路连接的质量和整体可靠性具有重要影响。针对不同材料,需要使用不同种类的蚀刻剂。百灵威提供以下导体湿法刻蚀液:
品名 CAS 货号
Gold etchant
金蚀刻剂
/ 044584
金蚀刻剂,与镍相容
金蚀刻剂,与镍相容
402518-42-7 651842
Copper etchant
铜蚀刻剂
/ 044583
铜蚀刻剂
铜蚀刻剂
200127-30-6 667528
Chromium etchant
铬蚀刻剂
/ 044582
Aluminum etchant
铝蚀刻剂
/ 044581
Nichrome etchant
镍铬合金蚀刻剂
/ 044585
镍铬合金蚀刻剂
镍铬合金蚀刻剂
/ 651834
Molybdenum etchant
钼蚀刻剂
/ 044768
Negative gel developer FX-A, 95%, High purity
负胶显影液FX-A
/ 9393343
3038 Photoresist developer, 2.380 ± 0.01wt%, high-purity, main component TMAH
3038正胶显影液
/ 9393345
陶瓷蚀刻剂 A
陶瓷蚀刻剂 A
/ 667447
    四、化学镀、电镀试剂
    晶圆级封装(Wafer Level Packaging, WLP)是半导体先进封装技术的重要组成部分,它能够提升芯片性能、减小封装体积并降低功耗。在晶圆级封装流程中,化学镀和电镀是形成金属连接层的关键工艺。
    化学镀,也称作无电镀(Electro-less Plating),是一种利用自催化化学反应在晶圆表面沉积金属镀层的技术,该过程无需外部电流驱动。常见的化学镀材料包括镍金(Ni/Au)和镍钯金(Ni/Pd/Au),这些材料广泛用于I/O垫的表面镀层,以增强焊接性和抗氧化性。
    电镀则是一种通过电化学反应在晶圆表面沉积金属的技术,其原理是利用电流驱动电解液中的金属离子还原,并沉积在晶圆上,形成高密度的金属层。电镀工艺能够实现高厚度的均匀性和无缺陷填充,是制备微米级结构的理想方法。
    百灵威提供以下化学镀和电镀试剂:
品名 CAS 货号
Nickel plating solution, electroless
镍电镀液, 无电镀
/ 044069
Nickel plating solution, electroless, ammonia free
镍电镀液, 无电镀, 无氨
/ 044070
Nickel plating solution, electroless, for copper and copper alloys
镍电镀溶液, 无电镀的,用于铜或铜合金
/ 044215
Silver plating solution, electroless, metal content ^=2.1g/l
银电镀液, 无电镀, 金属含量≈2.1g/l
/ 044068
Nickel plating solution, bright finish
镍电镀溶液, 光面
/ 042027
Tin Lead plating solution
锡铅电镀液
/ 044071
Nickel plating solution, electroless, solution A
镍电镀溶液, electroless, 溶液A
/ 042308
Nickel plating solution, matte finish
镍电镀溶液, 粗糙面
/ 042025
Nickel plating solution, semi-bright finish
镍电镀溶液, 半光面
/ 042026
Nickel plating solution, electroless, solution B
镍电镀溶液, electroless, 溶液B
/ 042309
Lead plating solution, metal content ^=82.2g/l
铅电镀液, 金属含量≈82.2g/l
/ 044073
Tin plating solution, metal content ^=82.2g/l
锡电镀液, 金属含量≈82.2g/l
/ 044074
Gold plating solution, electroless, metal content ^=3.7g/l
镀金液, 无电镀的, 金属含量≈3.7g/l
/ 042307
硫酸镍(II)
硫酸镍(II)
7786-81-4 656895
危化品
氯化镍(II)
氯化镍(II)
7718-54-9 451193
危化品
Cobalt(II) sulfate heptahydrate, Puratronic|r, 99.999% (metals basis)
硫酸钴(II), 七水化合物,Puratronic?, 99.999% (metals basis)
10026-24-1 010696
危化品
Copper(II) acetate, 99.999% (metals basis)
醋酸铜(II), 99.999% (metals basis)
142-71-2 044355
SODIUM HYPOPHOSPHITE
次磷酸钠
7681-53-0 04434
Citric acid, 99.5%, AR
柠檬酸
77-92-9 140159
    五、湿电子化学品
    湿电子化学品,亦称为电子级试剂、超净高纯化学试剂、工艺化学品或湿化学品,其主体成分的纯度通常超过99.99%。这些化学品是电子行业湿法制程中的关键材料,广泛用于微电子和光电子领域的湿法工艺,如湿法刻蚀和清洗,大约占集成电路制造成本的5%。
    百灵威新推出的电子级溶剂,严格遵循质量控制体系,确保产品符合SEMI等级G3标准。该产品的优势包括:
    -18种金属杂质的含量控制在≤2.5ppb;
    -经过0.05孔径过滤器过滤,能够控制0.2微米的粒子,适用于0.2-0.8微米集成电路加工工艺;
    -在专业无尘车间进行灌装。
品名 CAS 货号
Ethanol, 99.9%, EHL-II
乙醇
64-17-5 981866
危化品
Isopropanol, 99.9%, EHL-II
异丙醇
67-63-0 912913
危化品
Methanol, 99.9%, EHL-II
甲醇
67-56-1 934255
危化品
Negative adhesive rinsing solution FP-A, 99.8%, High purity
负胶漂洗液FP-A
/ 9393344
Negative gel developer FX-A, 95%, High purity
负胶显影液FX-A
/ 9393343
3038 Photoresist developer, 2.380 ± 0.01wt%, high-purity, main component TMAH
3038正胶显影液
/ 9393345
Hydrofluoric acid, HF:48.8-49.2 %, ELH-I
氢氟酸
7664-39-3 990529
危化品
Ammonium hydroxide solution, CMOS-Ⅲ, 28 - 30%
氨水
1336-21-6 947185
危化品
Phosphoric acid, 85%, EL
磷酸
7664-38-2 912879
危化品
Cyclohexane, 99.5%, CMOS-Ⅱ
环己烷
110-82-7 921949
危化品
Acetonitrile, 99.9%, ELH-Ⅲ
乙腈
75-05-8 905549
危化品
Dimethyl sulfoxide, 99.5%, EL-Ⅲ
二甲基亚砜
67-68-5 971012
Ammonium fluoride, CMOS-Ⅲ, 39 -41% (NH4F)
氟化铵
12125-01-8 966467
危化品
Butyl acetate, 99%, CMOS-Ⅱ
乙酸丁酯
123-86-4 934319
危化品
Ethylene glycol, 99.9%, CMOS-Ⅱ
乙二醇
107-21-1 989317
N-Methyl-2-pyrrolidone, 99.5%, EL-Ⅲ
N-甲基吡咯烷酮
872-50-4 905771
Tetramethylammonium hydroxide solution, High purity, main component (TM-H) 25.0 ± 0.5wt%
四甲基氢氧化铵
75-59-2 953921
危化品
Dichloromethane, 99.9%, EL-Ⅲ
二氯甲烷
75-09-2 980992
危化品
Ethyl acetate, 99.9%, ELH-Ⅲ
乙酸乙酯
141-78-6 945129
危化品
Ethyl lactate, 99.95%, ELH-Ⅲ
乳酸乙酯
97-64-3 997203
危化品
Pyridine, 99.9%, ELH-Ⅲ
吡啶
110-86-1 969292
危化品
Methyl tert-butyl ether, 99.8%, EL-Ⅲ
甲基叔丁基醚
1634-04-4 967132
危化品
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    六、研磨和抛光用试剂
    在半导体芯片的生产过程中,磨削和研磨等磨料处理是必不可少的步骤。但是,这些研磨过程可能会影响芯片表面的完整性。因此,对于生产芯片而言,抛光过程的一致性、均匀性以及表面粗糙度的控制至关重要。
    半导体材料加工中使用的研磨抛光产品包括研磨液、研磨垫、修整器等,它们在加工过程中扮演着不同的角色。百灵威提供的研磨和抛光产品包括:
品名 CAS 货号
Polishing Pads, 6in green (6/pkg)
抛光垫, 6in green (6/pkg)
/ 039808
Aluminum oxide, polishing compound
氧化铝, 抛光
1344-28-1 039807
Silica microspheres, 0.2 μm, 2.5% (w/v) suspended in 50% ethanol solution
二氧化硅微球
60676-86-0 964447
Cerium(IV) oxide, polishing compound, 57g (2oz)
二氧化铈(IV), 抛光化合物, 57g(2oz)
1306-38-3 039802
    七、电子清洗剂
    电子清洗剂通常用于清洁电子元器件表面的助焊剂、油污等。随着电子清洗剂产品应用范围的不断扩大,其研发需求也日益增长。百灵威供应多种无机酸碱清洗剂和表面处理试剂,并提供相应的配套产品。
品名 CAS 货号
Tetramethylammonium hydroxide, 10% in water
四甲基氢氧化铵
75-59-2 915384
危化品
Potassium hydroxide, 1 M solution in H2O
氢氧化钾
1310-58-3 989983
危化品
重铬酸钾溶液 60 mg/L
重铬酸钾溶液 60 mg/L
/ PCL-2024SY078-250ml
Hydrofluoric acid, for synthesis,40% w/w in water
氢氟酸
7664-39-3 977758
危化品
Ammonium hydroxide solution, CMOS-Ⅲ, 28 - 30%
氨水
1336-21-6 947185
危化品
Sodium hydroxide, 1 M solution in H2O
氢氧化钠
1310-73-2 904294
危化品
    八、掺杂剂
    在微纳电子领域,掺杂是一种工艺,它涉及将特定数量和种类的杂质精确地引入硅材料中,以形成所需的杂质分布形状,即掺杂轮廓(doping profile)。通过扩散、离子注入、激光掺杂和中子嬗变等多种掺杂技术,可以调整晶片的电学特性,从而实现器件和电路的纵向结构设计。
    百灵威提供的掺杂剂包括:
品名 CAS 货号
Triethylphosphine, 99% (20 wt% in ethanol)
三乙基磷
554-70-1 15-6304
Cesium fluoride, 99%
氟化铯
13400-13-0 129173
危化品
Lithium carbonate, 99.99%, trace metal basis
碳酸锂
554-13-2 984487
Lithium fluoride, 99.99%
氟化锂
7789-24-4 921298
危化品
Gallium arsenide, 99.99%
砷化镓
1303-00-0 292909
危化品
Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, 98%
双(三氟甲磺酰)亚胺锂
90076-65-6 200644
Tris(8-quinolinolato)aluminum, 99%
三(8-羟基喹啉)铝
2085-33-8 237914
Sodium phenoxide, 98%
苯酚钠, 98%
139-02-6 B25002
危化品
Fullerene C60, 99.9%
富勒烯 C60
99685-96-8 940919
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