在消费电子与绿色能源需求的推动下,新型半导体材料将更多地在生产中得到应用,新材料的使用同时也是降低成本的需求。此外,新的工艺技术也会对材料提出新的要求。
半导体产业2007年的销售额达到了2590亿美元,在过去的5年中平均增长率为9.5%。半导体材料的销售额占半导体产业的16%,为此,全球半导体制造公司、设备与材料公司在新材料方面的人力与资金投入都与日俱增。中芯国际45nm研发团队中就有超过一半的人在从事新材料的研发。半导体材料是集成电路产业的基础,材料技术的发展使集成电路技术的升级成为可能。半导体材料时代已经来临,在消费电子与绿色能源需求的推动下,半导体产业不断发展,新材料和新元素将更多地在生产中得到应用。如何选择与鉴定最合适的材料,如何预测材料对薄膜及工艺性能的影响,如何将新材料从研发快速转入大规模生产,成为材料时代的新挑战。
随着45nm技术时代的来临,新材料在半导体前道和后道工艺中都得到了日益广泛的应用。Praxair公司研发总监兼中国国际半导体材料研讨会技术委员会主席黄丕成介绍说,半导体制造中通常有6个典型的工艺步骤,分别为光刻、化学机械抛光(CMP)、刻蚀、电镀、薄膜淀积和离子注入工艺。在45nm技术中,新材料不仅包括新的光刻胶、更好的CMP工艺研磨液与研磨垫,也包括刻蚀工艺中的气体与试剂、电镀与薄膜淀积中的新材料与试剂。在前段工艺过程中的高k(介电常数)金属栅与应力硅材料以及后段工艺过程中的低k与阻挡层材料及相关工艺,都是当今半导体制造产业研究热点中的热点。