半导体微电子技术用贵金属材料的发展与应用研究
（710600 西安工程大学 陕西 西安）
【摘 要】贵金属材料被喻为“现代工业的维他命”，这说明其在工业生产领域当中有着重要的价值。在新时期，贵金属材料的应用范围得到了进一步的拓展，在环境质量、能源需求以及生命科学等领域当中所发挥了重要的作用。除了受到现代工业部门和学科发展的外部拉动作用之外，贵金属材料的成分分析、结构解析以及生产质量监控等都为贵金属材料的发展与应用提供了重要的保障。基于此，本文探究了半导体微电子技术中常用的贵金属材料，进而分析了半导体微电子技术用贵金属材料的发展与应用。
【关键词】半导体微电子技术；贵金属材料；发展；应用一、半导体微电子技术中常用的贵金属材料
（一）贵金属浆料
在为电子元件制备的过程当中，贵金属浆料是重要的材料。这不仅对贵金属的量提出了要求，同时对贵金属粉末的性能也有较高的要求。根据性能，可以将贵金属浆料分为电阻浆料、导电浆料、电极浆料这三种，其中比较常用的贵金属有银、金、铂、钯等。这些贵金属粉末的性能会对浆料及其产品的性能产生直接的影响，工作人员需要控制好粉末的粒度和形态，其中比表面、烧结温度等都是重要的指标。在将贵金属浆料用于半导体微电子领域当中的时候需要确保产品质量的稳定性。当前，对超细贵金属粉末材料的制备是一个重要的研究热点，人们发现贵金属粉末的粒度更细的情况下其表面性能就更为优越。在这个基础上，还有研究人员指出可以使用贱金属来代替贵金属，比如使用镍、铜、铝等材料来代替贵金属浆料，但这对加工设备和加工环境都提出了更高的要求。除此之外，超细片状银粉具有较好的印刷性能和较高的导电率，在半导体微电子技术当中展现除了较为广阔的发展前景，未来可能会向着纳米片状银粉的方向发展。
（二）贵金属薄膜靶材
在当前社会当中，随着制备技术的成熟，贵金属薄膜材料的需求明显增加，这带动了贵金属靶材的发展。贵金属靶材的使用性能主要是由其微观组织结构所决定的，因此靶材生产工艺的选择和控制是十分重要的环节。从贵金属的提纯、杂质的控制到焊接等流程，每个链条都需要紧密配合，这样才能确保最终的稳定性。当前，在半导体微电子领域当中比较常见的贵金属靶材主要是金、银、铂这三种，它们的纯度都在99.99%以上。
二、半导体微电子技术用贵金属材料的发展与应用（一）欧姆接触用贵金属材料
当前，B、Al、Ga、In和的N、P、As、Sb形成的III-V族化合物，比如镓化砷、磷化铟、氮化镓等都是半导体微电子技术当中的重要材料，可以实现欧姆接触。这些贵金属材料可以通过多种方法来形成，比如合金化触点就是比较常见的，它可以在相邻的两种金属表面形成半导体薄膜。当前，半导体工具正在向着小体积、高速度、低能耗的方向发展，为了满足这一发展要求，欧姆接触用的贵金属要求电阻更低、热稳定性更好。其中最为常用的使铂族金属，它们具有较强的抗氧化性，在与III-V族化合物形成化合物的时候可以对欧姆触点的稳定性起到改善的作用。
（二）半导体集成电路用贵金属材料
半导体集成电路的稳定性主要是由线路材料和连接技术所决定的，线路当中的贵金属材料需要满足低电阻、易于键合和易于成膜的要求。在应用这些贵金属材料的时候，通常需要通过真空蒸发或者溅射沉积的方式来将其制作成为半导体集成电路。在这个过程中，比较常用的贵金属材料主要有银、铂、金、铬等。
（三）硅化物和金属化系统用贵金属材料
由于贵金属材料具有较好的抗腐蚀性能和较强的延展性，因此可以用于硅化物与金属化系统当中。比如PGM与金属硅发生化学反应之后所形成的化合物具有较强的导电性能。与此同时，半导体集成电路的运行频率通常比较高，因此它对线路的可靠性要求比较高。硅元素与铂、铅等金属反应生成的化合物可以满足这一要求。近年来，铂的硅化物开始与镍、钛等硅化物一同用于双集成电路和金属氧化物半导体结构当中，并在其中发挥了重要的作用。
（四）键合金丝用贵金属材料
键合金丝在半导体包装当中的应用率比较高，它的作用是将半导体芯片与引线架构相互连接起来。为了实现功能的发挥，键合丝不仅需要满足高电导率、高强度的要求，同时还需要具有较强的球形和楔形键合性能。而金作为自然界最为稳定的金属材料，它在熔化之后会形成相对稳定的球形结构，可以成为制作半导体器件包封用键合丝的关键材料。当前，半导体器件的封装开始向着多引线、高集成以及小型的方向发展，除了要求封装技术要从金丝键合向着倒装片键合的方向发展之外，还需要确保键合金丝的细线化、低弧度以及高强度。
三、结束语
综上所述，贵金属材料的理化性能比较稳定，因此在半导体微电子技术当中得到了广泛的应用，它是确保半导体器件性能稳定、促进半导体技术发展的重要材料。当前，贵金属浆料、贵金属薄膜靶材都是重要的应用领域，在未来，贵金属材料的发展和应用范围还将得到进一步的拓展，为半导体微电子技术的成熟创造良好的条件。
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