半導体製造に不可欠な5つの材料

半導体業界では、今日の電子デバイスの超高精度と高性能を可能にする材料について、ほとんどの人が知らない。これらの材料は、ウェハー製造、フォトリソグラフィー、エッチング、パッケージングなどの主要プロセスで特定の役割を果たしている。.

シリコン（Si）：現代半導体の基礎

シリコンは半導体技術の基盤であり続けている。正確なドーピングのもとで絶縁体としても導体としても機能するその能力は、集積回路を形成するのに理想的である。高純度の単結晶シリコン・ウェーハは、ほとんどすべてのチップの出発点として使用され、ナノメートル単位での微細加工を支えている。.

主な利点

優れた電気・熱特性
豊富で費用対効果に優れる
確立された加工技術

二酸化ケイ素（SiO₂）：絶縁と保護

二酸化ケイ素は一般にシリカとして知られ、誘電体層および表面パッシベーション材料として使用されます。これは、導電層間の絶縁を提供し、汚染からウェハを保護し、長期的なデバイスの信頼性を保証します。SiO₂の薄膜は通常、熱酸化または化学気相成長（CVD）によって成長します。.

アプリケーション

MOSFETのゲート酸化膜
集積回路の層間絶縁膜
保護コーティング

金属：電気信号の伝導経路

アルミニウム、銅、タングステン、チタンなどの金属は、半導体の相互接続、電極、コンタクト層に広く使われている。これらはマイクロチップ内の信号伝送や電力供給に必要な導電経路を提供します。特に銅は抵抗率が低く、耐エレクトロマイグレーション性に優れているため、主流となっています。.

一般的な金属とその用途

銅（Cu）： 相互接続と配線
タングステン（W）： ビアとコンタクト充填
アルミニウム（Al）： 古い相互接続技術とボンディングパッド

セラミックス：極限環境用高性能材料

セラミック材料は、その特性から半導体製造に不可欠な材料である。 優れた熱的、電気的、機械的特性. .高精度、安定性、過酷なプロセス条件への耐性が要求される重要な部品に使用される。.

一般的なセラミック材料：

酸化アルミニウム（Al₂O₃）: 優れた電気絶縁性と耐薬品性
窒化アルミニウム（AlN）: 高い熱伝導性と電気絶縁性
炭化ケイ素（SiC）: 卓越した強度と耐プラズマ性
マコーそして Zerodur: 精密治具やアライメント部品に使用される機械加工可能なセラミックス

半導体製造への応用：

ウェーハキャリア、静電チャック、ヒーターステージ
エッチング・蒸着装置における耐プラズマ部品
リソグラフィおよび検査システムにおける高精度絶縁部品

アドバンスト・セラミックスの信頼性と寸法安定性は、高真空や高温の環境下で厳密なプロセス制御を維持し、製品の品質を確保するために不可欠です。.

フォトレジストとケミカル精密なパターン形成

フォトレジストとプロセスケミカルは、半導体ウェハー上の複雑なパターンを定義するための鍵となるものです。フォトレジストは紫外線や極紫外線（EUV）に反応し、フォトリソグラフィーの際に正確なパターン転写を可能にします。エッチャント、現像剤、洗浄剤などの付随する化学薬品は、微細構造の形成と精製に重要な役割を果たします。.

フォトレジストの種類