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电子工业用试剂

用于半导体工业、微电子工业的化学试剂。电子工业范围广,所用材料品种繁多。特别是半导体工业、微电子工业的发展,所用化学试剂也随之迅速发展。自从硅平面工艺建立后,半导体工业获得飞速进展,其中一个重要的原因就是不断开发先进技术和相应的各种新型试剂。电子工业用试剂主要有以下几种:

(1)光刻胶 又称光致抗蚀剂,随着半导体电路向超高频、高可靠、高集成方向发展。利用光刻工艺刻蚀各种精密的线条一般为 12~1μm,正在研究 0.5μm,越来越细。用作抗蚀涂层的光刻胶是光刻工艺中的关键材料,要求光刻胶的性能、质量也越来越高。因此,在微电子工业中光刻胶是研究、竞争相当活跃的领域。在美国,1982~1986年间光刻胶的销售额年平均增长约14%。

近年来,不断研究感光性树脂、感光剂的结构和曝光光源的改进,以提高分辨精度和耐腐蚀等性能,适应微电子工业向超大规模集成电路的发展。

(2)高纯试剂 又称高纯化学品,它的应用,贯穿于整个电路生产的工艺过程中。它的质量对控制沾污,提高集成电路成品率,起着重要作用。主要包括两类:第一类在制半导体器件和集成电路生产中,除高纯单晶和超纯气体外,并要有控制地掺入适量的杂质元素,以使之具有所需要的电性能。这种掺入的杂质称为掺入剂,主要是砷、磷、硼的化合物,如三氧化二砷、三氯化磷、三氯氧磷、三溴化硼、砷烷、磷烷、硼烷等。这类试剂纯度很高,一般金属元素杂质要控制在0.1~0.001ppm,非金属元素杂质控制在0.1ppm以下。第二类在蚀刻过程中用于清洗、显影、腐蚀、去膜等工序。这类试剂包括硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸、过氧化氢等无机物和丙酮、甲醇等10多种有机溶剂。随着 MOS(金属-氧化物-半导体)电路的出现,特别是大规模及超大规模集成电路的发展,对高纯试剂的纯度和净度要求也越来越高,除在纯度上要求金属元素的杂质控制在ppb级,非金属元素达到0.1ppm的水平外,对尘埃粒度也有一定的要求,目前最高要求为: 100ml的液体中,2μm以上的颗粒不超过100个或300个。根据集成电路的集成度不同,有不同的质量标准。

为了适应高纯和超净的质量要求,生产这些试剂的某些工序,要在100级的超净环境下进行。所用的高纯水,产品容器的清洗、分装、包装以及产品的贮存等工序都有一套相应的超净技术,以防止尘埃侵入产品。80年代这类试剂在中国的生产规模为数百吨,电子工业发达的国家已达万吨规模。

(3)液晶 是电子工业中另一种新型材料。液晶的应用已有十多年的历史,现在主要应用于电子工业。