微电子材料的概述

微电子材料发展现状，瓶颈及未来趋势

微电子02 马伟 2010053043

摘要：在微电子技术的发展过程中，材料起着至关重要的作用。文章着重介绍了微电子领域材料科学领域的进展，和目前材料发展过程中所遭遇的瓶颈，以及未来微电子材料发展的方向和趋势，并给出了一些建议。

关键词：微电子材料 制造技术 瓶颈 发展方向 建议

引言：

微电子技术的发展有赖于材料科学及制备技术的巨大贡献，每一次材料领域的新突破都会带来微电子技术的重大的前进。而微电子技术的迅猛发展，反过来又对与之相关的材料提出了更高的要求。材料为技术提供了发展的基础，技术又为材料带来了发展的动力。这些因素共同促成了微电技术过去几十年奇迹般的突飞猛进，并且在将来仍将延续。

微电子领域涉及的材料包括功能材料，结构材料，工艺及辅助材料等，具体到材料种类则包括硅，锗等元素半导体材料，化合物半导体材料，金属材料等。 微电子材料发展的现状及瓶颈：

硅半导体材料主要包括单晶硅，多晶硅，非晶态硅等。硅单晶材料是目前微电子工业的基础。由于其具有高纯度，低缺陷，自然界含量丰富，易于获得等优势，所以目前大多数半导体材料采用硅基材料来制作。作为晶圆片的硅单晶材料在未来一段时间的发展趋势仍然是尺寸越来越大，以满足高性能芯片甚至是芯片组的要求。但是这种趋势的进一步发展，面临着一些问题。硅单晶材料是从坩埚里拉出来的，用石墨作为加热器。这一过程中氧和碳会掺入到硅材料中。影响其纯度，随着硅单晶尺寸的增大，污染的分布变的更加不均匀，从而导致缺陷的产生，严重影响了器件的寿命。为避免这一问题，目前主要采用的一种技术叫作硅外延法，即在硅的衬底上外延生长硅薄膜，来提高硅的纯度，克服上述缺点。

多晶硅是单质硅的另一种形态，由许多硅单晶颗粒组合而成。多晶硅薄膜具有高电子迁移率，大面积低成本的优势。但是其力学性质，光学性质，热学性质的各向异性不如单晶硅。多晶硅材料是制造太阳能电池，及高纯硅制品的主要原料。

非晶硅是一种新兴半导体薄膜材料，它的用途很多。可用于太阳能电池，非晶硅场效应晶体管的制造。非晶硅场效应晶体管具有低成本制造的优势。其还可用于主动式有机发光器，作为OLED驱动组件后有机电路产品上。

最初的晶体管是由锗制造的，但是由于锗不如硅那样易于获得，同时由于其