电介质薄膜的介绍

2019-12-06

介质薄膜以其优良的绝缘性能和介电性能在半导体集成电路、薄膜混合集成电路以及一些薄膜化元件中得到广泛的应用,现在所谓的电介质薄膜,其含义已远超出单纯的电容器介电膜的范围,而是把它作为一类重要的功能薄膜材料或者复合材料。介质薄膜按物理效应也可分成很多类,如电介质薄膜、铁电薄膜、压电薄膜和热释电薄膜等。

 

电介质薄膜按照主要用途来分类:介电性应用类和绝缘性应用类。前者主要用于各种微型薄膜电容器和各种敏感电容元件,常用的有一氧化硅、二氧化硅、三氧化二铝等;后者主要用于各种集成中路和各种金属-氧化物-半导体器件,常用的如二氧化硅等。

 

用作电容器介质

在薄膜混合集成电路中,用作薄膜电容器介质的主要有一氧化硅、二氧化硅、五氧化二钽以及五氧化二钽/一氧化硅(二氧化硅)复合薄膜等。在生产上采用的前一类薄膜主要是一氧化硅和二氧化硅,高介电常数薄膜是钽基质薄膜。

 

用作隔离和掩膜层

在半导体集成电路中,利用杂质在氧化物(主要是二氧化硅)中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数这一特性,用作掩膜层。以外,在进行离子注入掺杂时,二氧化硅等介质薄膜还被用作注入离子的阻挡层。

 

用作表面钝化膜

常用的钝化膜主要有:在含氮气中生产的二氧化硅膜、氮化硅膜、半绝缘多晶硅以及三氧化二铝膜等。

 

用作多层布线绝缘膜

多层布线绝缘膜技术的关键是要求每两层导线之间有一层性能优良的绝缘膜,而两层导线之间通过在绝缘层上开的互联孔连接。应用多层布线工艺的典型结构有:铝—二氧化硅—铝;铝—三氧化二铝—铝等。


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