薄膜的应用参数

薄膜的应用参数,第1张

三氧化二钇

名称:钇(Y)

三氧化二钇,(Y2O3)使用电子q蒸镀,该材料性能随膜厚而变化,在500nm时折射率约为1.8,用作铝保护膜极其受欢迎,特别相对于800-12000nm区域高入射角而言,可用作眼镜保护膜,且24小时暴露于湿气中,一般为颗粒状和片状。

透光范围(nm) 折射率(N) 500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 蒸气成分

250--8000 1.79 2300--2500 电子q 防反膜,铝保护膜 名称:二氧化铈(CeO2)

使用高密度的钨舟皿(较早使用)蒸发,在200℃的基板上蒸着二氧化铈,得到一个约为2.2的折射率,在大约3000nm有一吸收带其折射率随基板温度的变化而发生显著变化,在300℃基板500nm区域折射率为2.45,在波长短过400nm时有吸收,传统方法蒸发缺乏紧密性,用氧离子助镀可取得n=2.35(500nm)的低吸收性薄膜,一般为颗粒状,还可用一增透膜和滤光片等。

透光范围(nm) 折射率(N) 500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

400--16000 2.35 约2000 电子q 防反膜, 多

名称:氧化镁(MgO)

必须使用电子q蒸发因该材料升华,坚硬耐久且有良好的紫外线(UV)穿透性,250nm时n=1.86,190nm时n=2.06, 166nm时K值为0.1, n=2.65。可用作紫外线薄膜材料。MGO/MGF2膜堆从200nm---400nm区域透过性良好,但膜层被限制在60层以内(由于膜应力)500nm时环境基板上得到n=1.70。由于大气CO2的干扰,MGO暴露表面形成一模糊的浅蓝的散射表层,可成功使用传统的MHL折射率3层AR膜(MgO/CeO2/MgF2)。 名称:硫化锌(ZnS)

折射率为2.35,400-13000nm的透光范围,具有良好的应力和良好的环境耐久性, ZnS在高温蒸着时极易升华,这样在需要的膜层附着之前它先在基板上形成一无吸附性膜层,因此需要彻底清炉,并且在最高温度下烘干,花数小时才能把锌的不良效果消除.HASS等人称紫外线(UV)对ZNS有较大的影响,由于紫外线在大气中导致15-20nm厚的硫化锌膜层完全转变成氧化锌(ZNO)。

透光范围(nm) 折射率(N) 550nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 方式

400--14000 2.35 1000--1100 电子q,钽钼舟 防反膜, 升华

应有:分光膜,冷光膜,装饰膜,滤光片,高反膜,红外膜. 名称:二氧化钛(TiO₂)

TiO₂由于它的高折射率和相对坚固性,人们喜欢把这种高折射率材料用于可见光和近红外线区域,但是它本身又难以得到一个稳定的结果.TiO₂,Ti2O3. TiO,Ti,这些原材料氧-钛原子的模拟比率分别为:2.0,1.67,1.5,1.0,0. 后发现比率为1.67的材料比较稳定并且大约在550nm生成一个重复性折射率为2.21的坚固的膜层,比率为2的材料第一层产生一个大约2.06的折射率,后面的膜层折射率接近于2.21.比率为1.0的材料需要7个膜层将折射率2.38降到2.21.这几种膜料都无吸收性,几乎每一个TiO2蒸着遵循一个原则:在可使用的光谱区内取得可以忽略的 吸收性,这样可以降低氧气压力的限制以及温度和蒸着速度的限制.TiO2需要使用IAD助镀,氧气输入口在挡板下面.

Ti3O5比其它类型的氧化物贵一些,可是很多人认为这种材料不稳定性的风险要小一些,PULKER等人指出,最后的折射率与无吸收性是随着氧气压力和蒸着温度而改变的,基板温度高则得到高的折射率.例如,基板板温度为400℃时在550纳米波长得到的折射率为2.63,可是由于别的原因,高温蒸着通常是不受欢迎的,而离子助镀已成为一个普遍采用的方法其在低温甚至在室温时就可以得到比较高的折射,通常需要提供足够的氧气以避免(因为有吸收则降低透过率),但是可能也需要降低吸收而增大镭射损坏临界值(LDT).TiO2的折射率与真空度和蒸发速度有很大的关系,但是经过充分预熔和IAD助镀可以解决这一难题,所以在可见光和近红外线光谱中,TiO2很受到人们的欢迎. 在IAD助镀TiO2时,使用屏蔽栅式离子源蒸发则需要200EV,而用无屏蔽栅式离子源蒸发时则需要333EV或者更少一些,在那里平均能量估计大约是驱动电压的60%,如果离子能量超过以上数值,TiO2将有吸收.而SiO2有电子q蒸发可以提供600EV碰撞(离子辐射)能量而没有什么不良效应. TiO2/SiO2制程中都使用300EV的驱动电压,目的是在两种材料中都使用无栅极离子源,这样避免每一层都改变驱动电压,驱动电压高低的选择取决于TiO2所允许的范围,而蒸着速度的高低取决于完全致密且无吸收膜所允许之范围. TiO₂用于防反膜,分光膜,冷光膜,滤光片,高反膜,眼镜膜,热反射镜等,黑色颗粒状和白色片状,熔点:1175℃

透光范围(nm) 折射率(N) 500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

400--12000 2.35 2000-2200 电子q,防反膜,增透 多

TiO2用于防反膜,装饰膜,滤光片,高反膜

Ti2O3用于防反膜 滤光片 高反膜 眼镜膜 名称:氟化钍(ThF4)

260-12000nm以上的光谱区域,是一种优秀的低折射率材料,然而存在放射性,在可视光谱区N从 1.52降到1.38(1000nm区域)在短波长趋近于1.6,蒸发温度比MGF2低一些,通常使用带有凹罩的舟皿以免THF4良性颗粒火星飞溅出去,而且形成的薄膜似乎比MGF2薄膜更加坚固.该膜在IR光谱区300NM小水带几乎没有吸收,这意味着有望得到一个低的光谱移位以及更大的整体坚固性,在8000到12000NM完全没有材料可以替代. 名称: 二氧化硅(SiO2)

经验告诉我们,氧离子助镀(IAD)SiO将是SiO2薄膜可再现性问题的一个解决方法,并且能在生产环境中以一个可以接受的高速度蒸着薄膜.

SiO2薄膜如果压力过大,薄膜将有气孔并且易碎,相反压力过低薄膜将有吸收并且折射率变大,需要充分提供高能离子或氧离子以便得到合乎需要的速度和特性,必要是需要氧气和氩气混合充气,但是这是热镀的情况,冷镀时这种性况不存在.

SiO2用于防反膜,冷光膜,滤光片,绝缘膜,眼镜膜,紫外膜.

透光范围(nm) 折射率(N) 550nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

200--2000 1.46 1800-2200 电子q,防反膜,增透 少,升华

无色颗粒状,折射率稳定,放气量少,和OS-10等高折射率材料组合制备截止膜,滤光片等. 名称: 一氧化硅(SiO)

透光范围(nm) 折射率(N) 550nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

600--8000 1.55 at550nm1.8at1000nm1.6at7000nm 1200-1600 电子q,钽钼舟 冷光膜装饰膜保护膜,升华

制程特性:棕褐色粉状或细块状.

熔点较低,可用钼舟或钛舟蒸发,但需要加盖舟因为此种材料受热直接升华.

使用电子q加热时不能将电子束直接打在材料上而采用间接加热法.

制备塑料镜片时,一般第一层是SiO,可以增加膜的附着力.

名称:OH-5(TiO2+ZrO2)

透光范围(nm) 折射率(N)

550nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

300--8000 2.1 约2400 电子q,

增透 一般

蒸气成分为:ZrO,O2,TiO,TiO2

呈褐色块状或柱状

尼康公司开发之专门加TS--ェート系列抗反射材料,折射率受真空度,蒸发速率,氧气压力的影响很大,蒸镀时不加氧或加氧不充分时,制备薄膜会产生吸收现象,但是我们在实际应用时没有加氧也比较好用. 名称:二氧化锆(ZrO2)

ZrO2具有坚硬,结实及不均匀之特性,该薄膜有是需要烘干以便除去它的吸收,其材料的纯度及为重要,纯度不够薄膜通常缺乏整体致密性,它得益于适当使用IAD来增大它的折射率到疏松值以便克服它的不均匀性.纯度达到99.99%基本上解决了以上的问题.SAINTY等人成功地使用ZRO2作为铝膜和银膜的保护膜,该膜层(指ZRO2)是在室温基板上使用700EV氩离子助镀而得到的.一般为白色柱状或块状,蒸发分子为ZRO,O2.

透光范围(nm) 折射率(N)

550nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

320-7000 2.05

⒉0AT2000 约2500 电子q,

增透,加硬膜

眼镜膜保护膜 一般

制程特性:白色颗粒,柱状,或块状,粉状材料使用钨舟或钼舟.颗粒状,粉状材料排杂气量较多,柱状或块状较少.

真空度小于2*10-5Torr条件下蒸发可得到较稳定的折射率,真空度大于5*10-5Torr时蒸发,薄膜折射率逐渐变小。

蒸镀时加入一定压力的氧气可以改善其材料之不均匀性。 名称:氟化镁(MgF2)

MGF2作为1/4波厚抗反射膜普遍使用来作玻璃光学薄膜,它难以或者相对难以溶解,而且有大约120NM真实 紫外线到大约7000nm的中部红外线区域里透过性能良好。OLSEN,MCBRIDE等人指出从至少200NM到6000NM的区域里,2.75MM厚的单晶体MGF2是透明的,接着波长越长吸收性开始增大,在10000NM透过率降到大约2%,虽然在8000-12000NM区域作为厚膜具有较大的吸收性,但是可以在其顶部合用一薄膜作为保护层.

不使用IAD助镀,其膜的硬度,耐久性及密度随基板的温度的改变而改变的.在室温中蒸镀,MGF2膜层通常被手指擦伤,具有比较高的湿度变化.在真空中大约N=1.32,堆积密度82%,使用300(℃)蒸镀,其堆积密度将达到98%,N=1.39它的膜层能通过消除装置的擦伤测试并且温度变化低,在室温与300(℃)之间,折射率与密度的变化几乎成正比例的. 在玻璃上冷镀MGF2加以IAD助镀可以得到300(℃)同等的薄膜,但是125-150EV能量蒸镀可是最适合的.在塑料上使用IAD蒸镀几乎强制获得合理的附着力与硬度.经验是MGF2不能与离子碰撞过于剧烈.

透光范围(nm) 折射率(N)

550nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

2000-7000 1.38

⒈35AT200 约1100 电子q,

钼钽钨舟 增透,加硬膜

眼镜膜 少,MGF2

(MGF2)2

制程特性:折射率稳定,真空度和速率对其变化影响小

预熔不充分或蒸发电流过大易产生飞溅,造成镜片木不良.在打开档板后蒸发电流不要随意加减,易飞溅.基片须加热到高的张应力

白色颗粒状,常用于抗反射膜,易吸潮.购买时应考虑其纯度.

三氧化二铝

名称:三氧化二铝(Al2O3)

普遍用于中间材料,该材料有很好的堆积密度并且在200-7000NM区域的透明带,该制程是否需要加氧气以试验分析来确定,提高基板温度可提高其折射率,在镀膜程式不可理更改情况下,以调整蒸发速率和真空度来提高其折射率.

透光范围(nm) 折射率(N)

550nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

200-7000 1.63 2050 电子q,增透,保护膜

眼镜膜 一般,Al,O,

O2,AlO,Al2O,(AlO)2

制程特性:白色颗粒状或块状,结晶颗粒状等.

非结晶状材料杂气排放量高,结晶状材料相对较少.

折射率受蒸着真空度和蒸发速率影响较大,真空不好即速率低则膜折射率变低;真空度好蒸发速率较快时,膜折射率相对增大,接近1.62

Al2O3蒸发时会产生少量的Al分子造成膜吸收现象,加入适当的O2时,可避免其吸收产生.但是加氧气要注意不要影响到它的蒸发速率否则改变了它的折射率.

名称:OS-10(TiO2+ZrO2)

透光范围(nm) 折射率(N)

550nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

250-7000 2.3 2050 电子q,增透,滤光片,截止膜

一般,

制程特性:棕褐色颗粒状. 杂气排放较大,预熔不充分或真空度小于5*10-5Torr时蒸发,其折射率会比2.3小,帮必须充分预熔且蒸发真空度希望大于上述这数值.蒸发此种材料时宜控制衡定的蒸发速率,材料可添加重复使用,为减少杂气排放量,尽量避免全数使用新材料.

蒸气中的Ti和TiO和O2反应生成TiO2

常用于制备抗反射膜和SiO2叠加制备各种规格的截止膜系和滤光片等. 名称:锗(Ge)

稀有金属,无毒无放射性,主要用于半导体工业,塑料工业,红外光学器件,航天工业,光纤通讯等.透光范围2000NM---14000NM,n=4甚至更大,937(℃)时熔化并且在电子q中形成一种液体,然后在1400(℃)轻易蒸发.用电子q蒸发时它的密度比整体堆积密度低,而用离子助镀或者镭射蒸镀可以得到接近于松散密度.在锗基板上与THF4制备几十层的8000---12000NM带通滤光片,如果容室温度太高吸收将有重大变化,在240--280(℃)范围内,在从非晶体到晶体转变的过程中GE有一个临界点. 名称:锗化锌(ZnGe)

疏散的锗化锌具有一个比其相对较高的折射率,在500NM时N=2.6,在可见光谱区以及12000-14000NM区域具有较少的吸收性并且疏散的锗化锌没有其材质那么硬.使用钽舟将其蒸发到150℃的基板上制备SI/ZnGe及ZnGe/LaF3膜层试图获到长波长IR渐低折射率的光学滤镜. 名称:氧化铪(HfO2)

在150℃的基板上有用电子q蒸着,折射率在2.0左右,用氧离子助镀可能取和得2.05-2.1稳定的折射率,在8000-12000NM区HFO2用作铝保护膜外层好过SIO2

透光范围(nm) 折射率(N)

550nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

230-7000 2.0 2350 电子q,增透,高反膜

紫外膜 少

无色圆盘状或灰色颗粒状和片状. 名称:碲化铅(PbTe)

是一种具有高折射率的IR材料,作为薄膜材料在3800---40000NM是透明的,在红外区N=5.1-5.5,该材料升华,基板板温度250℃是有益的,健康预防是必要的,在高达40000NM时使用效果很好,别的材料常常用在超过普通的14000NM红外线边缘. 名称:铝氟化物(AlF3)

可以在钼中升华, 在190-1000NM区域有透过性,N=1.38,有些人声称已用在EⅪMER激光镜,它无吸收性,在250-1000NM区域透过性良好.ALF3是冰晶石,是NaAlF4的一个组成部分,且多年来一直在使用,但是在未加以保护层时其耐久性还未为人知.

铈(Ce)氟化物

名称:铈(Ce)氟化物

Hass等人研究GeF3,他们使用高密度的钨舟蒸发发现在500NM时N=1.63,并且机械强度和化学强度令人满意,他们指出在234NM和248NM的吸收最大,而在波长大过300NM时吸收可以忽略.FUJIWARA用钼舟蒸发CEF3和CEO2混合物,得到一个1.60---2.13的合乎需要的具有合理重复性的折射率,他指出该材料的机械强度和化学强度都令人满意.

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

300-5000 1.63 约1500 电子q,

钼钽钨舟 增透,

眼镜 少 名称:氟化钙(CaF2)

CaF2是Heavens提出来的,它可以在10-4以上的压力下蒸发获得一个约为1.23---1.28的折射率。可是他说最终的膜层不那么令人满意,在室温下蒸着氟化钙其堆积密度大约为0.57,这与Ennos给出的疏散折射率1.435相吻合,这说明该材料不耐用并容易随温度变化而变化.原有的高拉应力随膜厚增大而降低,膜厚增大导致大量的可见光散射.可以用钨钽舟钼舟蒸发而且会升华,在红外线中其穿透性超过12000nm,它没有完全的致密性似乎是其利用受到限制的原因,随着IAD蒸着氟化物条件的改善这种材料的使用前景更为广阔. 名称:氟化钡(BaF2)

与氟化钙具有相似的物理特性,在室温下蒸镀氟化钡,使用较低的蒸着速度时材料的堆积密度为0.66,并且密度变化与蒸着速度增大几乎成正比,在速度为20NM/S堆积密度高达0.83,它的局限性又是它缺乏完全致密性.透过性在高温时移到更长的波长,所以它只能用在红外膜.

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

250-15000 1.48 约1500 电子q,

钼钽钨舟 红外膜 少 名称:氟化铅(PbF2)

氟化铅在UV中可用作高折射率材料,在300nm时N=1.998,该材料与钼钽,钨舟接触时折射率将降低,因此需要用铂或陶瓷皿.Ennos指出氟化铅具有相对较低的应力,开始是压力,随着膜厚度的增加张力明显增大,但这与蒸着速度无关.

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

250-17000 1.75 700--1000 电子q,

铂舟,坩锅 红外膜 少 名称:铬(Cr)

铬有时用在分光镜上并且通常用作胶质层来增强附着力,胶质层可能在5-50NM的范围内,但在铝镜膜导下面,30NM是增强附着力的有效值.颗粒状可用钨舟蒸发而块状宜用电子q来蒸发,该材料升华,但是表面氧化物可以防止它蒸发/升华,可以全用铬电镀钨丝.可以用铬作为胶质层对金镜化合物进行韧性处理,也可在塑料上使用铬作为胶质层.也可使用一个螺旋状的钨丝蒸发.它应该是所有材料中具有最高拉应力的材料.

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

⒈5 1300--1400 电子q,

铂舟,钨舟 吸收膜分光膜导电膜加硬膜 名称:铝(Al)

不管是装饰膜还是专业膜都是普遍用于蒸发/溅镀镜膜,常用钨丝来蒸发铝丝,在紫外域中它是普通金属中反射性能最好的一种,在红外域中不用Cu,Ag,Au.铝原先有一个比较高的拉应力,在不透明厚度时,该 拉应力降低到一个小的压应力,并且蒸着以后拉应力进一步降低.其膜的有效厚度为50NM以上. 名称:银(Ag)

如果蒸着速度足够快并且基板温度不很高时,银和铝一样具有良好的反射性,这是在高速低温下大量集结的结果,这一集结同时导致更大的吸收.银通常不浸湿钨丝,但是往往形成具有高表面张力的液滴,它可以用一高紧密性的螺旋式钨丝来蒸发,从而避免液滴下掉.有人先在一个V型钨丝上绕几圈铂丝接着绕上银丝,银丝可以浸湿铂丝但没有浸湿钨丝. 名称:金(Au)

金在红外线1000nm波长以上是已知材料中具有最高反射性的材料,作为一种贵重金属,它具有较强的化学坚硬性,由于它的可塑性因而抗擦伤性能低,AU可用钨或氮化硼舟皿或者电子q来蒸发(不能与铂舟蒸发,它与铂很快合金).金对玻璃表面的附着力低,因而通常使用一层铬作为胶质层.也可用氧离子助镀使金的附着力得到上百倍的改善,在不透明性达到即中止IAD,并且最后的薄膜中不含有氧,掺氧将降低薄膜的反射率.

铟---锡氧化物

名称:铟---锡氧化物和导电材料

铟-锡氧化物(ITO)和In3O5-SnO2有相对良好的导电性能和可见光穿性.这样的薄膜在数据显示屏和抗热防霜装置等方面已有很大原需求.在建筑上可用作择光窗和可控穿透窗.ITO n=1.85 at500nm熔化温度约1450℃.

名称:铝(Al)

不管是装饰膜还是专业膜都是普遍用于蒸发/溅镀镜膜,常用钨丝来蒸发铝丝,在紫外域中它是普通金属中反射性能最好的一种,在红外域中不用Cu,Ag,Au.铝原先有一个比较高的拉应力,在不透明厚度时,该 拉应力降低到一个小的压应力,并且蒸着以后拉应力进一步降低.其膜的有效厚度为50NM以上.

名称:H1

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

360--7000 2.1 2200-2400 电子q,增透,眼镜膜 少

名称:H2

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

400-5000 2.1 2200 电子q,增透,眼镜膜 少

名称:H4

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

360--7000 2.1 2200-2400 电子q,增透,眼镜膜滤光片 少

名称:M1

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

300--9000 1.7 2200-2400 电子q,增透,偏光膜 少

名称:M2

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

210--10000 1.7 2100 电子q,增透,偏光膜分光膜 少

名称:M3

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

220--10000 1.8 2100 电子q,增透,偏光膜 少

名称:H5

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

210--10000 2.2 2100 电子q,增透,滤光片 少

名称:氧化钽(Ta2O5)

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

400--000 2.1 1900--2200 电子q,增透,干涉滤光片 少

名称:WR--1

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

380--700 约1.5 360--450 钼舟,顶层膜眼镜膜 少

名称:WR--2

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

380--700 约1.5 360--450 电子q,钼舟 顶层膜防水膜眼镜膜 少

名称:WR--3

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

380--700 约1.3 350--500 钼舟 顶层膜保护膜眼镜膜 少

名称:L--5

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

300--7000 1.48 约2000 电子q,增透,眼镜膜 少

名称:锥冰晶石(Na5AL3F14)

透光范围(nm) 折射率(N)

500nm 蒸发温度(℃) 蒸发源 应用 杂气排放量

250--14000 约1.33 800--1200 钼舟钽舟 滤光片,紫外膜 少

冰晶石(Na3ALF6)

默克公司研制的一系列的混合膜料

H1 高折射率:2.1---2.15 适用于防反膜和眼镜膜

H2 高折射率: 2.1-2.15 适用于防反膜和眼镜膜

H4 高折射率: 2.1-2.15 适用于防反膜和滤光片膜眼镜膜

M1 中折射率: 1.65-1.7 适用于防反膜和偏光膜

⒈ H1,H2,H4可用作来生产高折射率的膜层,在250℃的基底上,2.1-2.15的折射率共有同次性.M1可用来生产中折射率的膜层.H1,H4和M1也能镀在未加热的基底上,折射率会下降.

⒉ H1在可见光到紫外波段内有相当高的透过率,在360NM左右有吸收,同ZRO2一样无法从溶解状态下被蒸发较为均匀的膜层.

⒊ H2在可见光波段内有很高的透过率,但在380NM时有截止吸收,这意味着镀膜条件不理想时1/2光学厚度的存在吸收.H2优点在于它能从溶解状态下被蒸发,因此有良好的同次性和均匀的膜厚.

⒋ H4在可见光波段内有很高的透过率,象H1 一样在360NM左右有吸收,它也能从溶解状态下被子蒸发,具有良好的同次性.

⒌ M1在从近红外到近紫外的波段内有很好的透过率,300NM时有吸收,它也能从溶解的状态下被子蒸发,具有良好的同次性和物质,适合于是高折射率的基底上镀增透膜.

在塑料基底上镀膜因为无法加热基底,所以在膜料的选择上倍加小心,以确保它能在低温下形成稳定膜层,由于温度偏低折射率也随之降低,相应的膜层设计也应改变.

MGF2不能在低温下被子蒸镀,因为只有200℃以上温度时它才能形成稳定的薄膜,因此只能选择氧化物来蒸镀,有些人用IAD助镀强制性得到一个近乎坚固的膜

部分膜料在塑料基底上的折射率:

SiO2 Al2O3 M1 Y2O3 ZrO2 H1 H4 TiO2

⒈45 1.62 1.65 1.8 1.9 1.95 1.95 1.9--2

H2不能在低温下被蒸镀,因为它在蓝光波段有吸收。

M1, H4, SiO2可以组成经典的AR膜系

最常用的塑料基底是:

CR-39:N=1.5

PMMA: N=1.48-1.5

聚碳酸脂: N=1.59

半导体材料(semiconductor material)是一类具有半导体性能(导电能力介于导体与绝缘体之间,电阻率约在1mΩ·cm~1GΩ·cm范围内)、可用来制作半导体器件和积体电路的电子材料。

基本介绍中文名 :半导体材料 外文名 :semiconductor material 分类 :电子材料 导电能力 :介于导体与绝缘体之间 电阻率 :1mΩ·cm~1GΩ·cm 作用 :可用来制作半导体器件和积体电路 特性 :半导体电导率随温度的升高而升高 简介,主要种类,新型材料,实际运用,相关材料,特性信息,特性参数,特性要求,材料工艺,套用发展,早期套用,发展现状,战略地位, 简介 自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体和绝缘体三大类。半导体的电阻率在1mΩ·cm~1GΩ·cm范围(上限按谢嘉奎《电子线路》取值,还有取其1/10或10倍的;因角标不可用,暂用当前描述)。在一般情况下,半导体电导率随温度的升高而升高,这与金属导体恰好相反。 凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围。反映半导体内在基本性质的却是各种外界因素如光、热、磁、电等作用于半导体而引起的物理效应和现象,这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体,正是这些半导体材料的各种半导体性质赋予各种不同类型半导体器件以不同的功能和特性。半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。作为共价键特征的典型是在晶格结构上表现为四面体结构,所以典型的半导体材料具有金刚石或闪锌矿(ZnS)的结构。 由于地球的矿藏多半是化合物,所以最早得到利用的半导体材料都是化合物,例如方铅矿(PbS)很早就用于无线电检波,氧化亚铜(Cu2O)用作固体整流器,闪锌矿(ZnS)是熟知的固体发光材料,碳化矽(SiC)的整流检波作用也较早被利用。硒(Se)是最早发现并被利用的元素半导体,曾是固体整流器和光电池的重要材料。元素半导体锗(Ge)放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页,从此电子设备开始实现电晶体化。中国的半导体研究和生产是从1957年首次制备出高纯度(99.999999%~99.9999999%) 的锗开始的。采用元素半导体矽(Si)以后,不仅使电晶体的类型和品种增加、性能提高,而且迎来了大规模和超大规模积体电路的时代。以砷化镓(GaAs)为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。 半导体材料 主要种类 半导体材料可按化学组成来分,再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。 元素半导体  在元素周期表的ⅢA族至IVA族分布著11种具有半导性 的元素,下表的黑框中即这11种元素半导体,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态B、Si、Ge、Te具有半导性;Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解,所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属,半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中套用最广的两种材料。 半导体材料 无机化合物半导体  分二元系、三元系、四元系等。 二元系包括:①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。②Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb组成,典型的代表为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在套用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前途。③Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物,是一些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具有闪锌矿结构。④Ⅰ-Ⅶ族:Ⅰ族元素Cu、Ag、Au和 Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的化合物,其中CuBr、CuI具有闪锌矿结构。⑤Ⅴ-Ⅵ族:Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族元素 S、Se、Te形成的化合物具有的形式,如Bi2Te3、Bi2Se3、Bi2S3、As2Te3等是重要的温差电材料。⑥第四周期中的B族和过渡族元素Cu、 Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,为主要的热敏电阻材料。⑦某些稀土族元素 Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm与Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。 除这些二元系化合物外还有它们与元素或它们之间的固溶体半导体,例如Si-AlP、Ge-GaAs、InAs-InSb、AlSb-GaSb、InAs-InP、GaAs-GaP等。研究这些固溶体可以在改善单一材料的某些性能或开辟新的套用范围方面起很大作用。 半导体材料 三元系包括:族:这是由一个Ⅱ族和一个Ⅳ族原子去替代Ⅲ-Ⅴ族中两个Ⅲ族原子所构成的。例如ZnSiP2、ZnGeP2、ZnGeAs2、CdGeAs2、CdSnSe2等。族:这是由一个Ⅰ族和一个Ⅲ族原子去替代Ⅱ-Ⅵ族中两个Ⅱ族原子所构成的, 如 CuGaSe2、AgInTe2、 AgTlTe2、CuInSe2、CuAlS2等。:这是由一个Ⅰ族和一个Ⅴ族原子去替代族中两个Ⅲ族原子所组成,如Cu3AsSe4、Ag3AsTe4、Cu3SbS4、Ag3SbSe4等。此外,还有它的结构基本为闪锌矿的四元系(例如Cu2FeSnS4)和更复杂的无机化合物。 有机化合物半导体  已知的有机半导体有几十种,熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等,它们作为半导体尚未得到套用。 非晶态与液态半导体  这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。 新型材料 其结构稳定,拥有卓越的电学特性,而且成本低廉,可被用于制造现代电子设备中广泛使用的场效应电晶体。 科学家们表示,最新研究有望让人造皮肤、智慧型绷带、柔性显示屏、智慧型挡风玻璃、可穿戴的电子设备和电子墙纸等变成现实。 昂贵的原因主要因为电视机、电脑和手机等电子产品都由矽制成,制造成本很高而碳基(塑胶)有机电子产品不仅制造方便、成本低廉,而且轻便柔韧可弯曲,代表了“电子设备无处不在”这一未来趋势。 以前的研究表明,碳结构越大,其性能越优异。但科学家们一直未曾研究出有效的方法来制造更大的、稳定的、可溶解的碳结构以进行研究,直到此次祖切斯库团队研制出这种新的用于制造电晶体的有机半导体材料。 有机半导体是一种塑胶材料,其拥有的特殊结构让其具有导电性。在现代电子设备中,电路使用电晶体控制不同区域之间的电流。科学家们对新的有机半导体材料进行了研究并探索了其结构与电学属性之间的关系。 实际运用 制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求,包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。 所有的半导体材料都需要对原料进行提纯,要求的纯度在6个“9”以上,最高达11个“9”以上。提纯的方法分两大类,一类是不改变材料的化学组成进行提纯,称为物理提纯;另一类是把元素先变成化合物进行提纯,再将提纯后的化合物还原成元素,称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等,使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等,使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性,因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。 半导体材料 绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法套用最广,80%的矽单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的,其中矽单晶的最大直径已达300毫米。在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法,用此法已生产出高均匀性矽单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法,用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触,用此法生长高纯矽单晶。水平区熔法用以生产锗单晶。水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶,而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。 在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延。外延的方法有气相、液相、固相、分子束外延等。工业生产使用的主要是化学气相外延,其次是液相外延。金属有机化合物气相外延和分子束外延则用于制备量子阱及超晶格等微结构。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金属等衬底上用不同类型的化学气相沉积、磁控溅射等方法制成。 相关材料 单晶制备 为了消除多晶材料中各小晶体之间的晶粒间界对半导体材料特性参量的巨大影响,半导体器件的基体材料一般采用单晶体。单晶制备一般可分大体积单晶(即体单晶)制备和薄膜单晶的制备。体单晶的产量高,利用率高,比较经济。但很多的器件结构要求厚度为微米量级的薄层单晶。由于制备薄层单晶所需的温度较低,往往可以得到质量较好的单晶。具体的制备方法有:①从熔 体中拉制单晶:用与熔体相同材料的小单晶体作为籽晶,当籽晶与熔体接触并向上提拉时,熔体依靠表面张力也被拉出液面,同时结晶出与籽晶具有相同晶体取向的单晶体。②区域熔炼法制备单晶:用一籽晶与半导体锭条在头部熔接,随着熔区的移动则结晶部分即成单晶。③从溶液中再结晶。④从汽相中生长单晶。前两种方法用来生长体单晶,用提拉法已经能制备直径为200毫米,长度为1~2米的锗、矽单晶体。后两种方法主要用来生长薄层单晶。这种薄层单晶的生长一般称外延生长,薄层材料就生长在另一单晶材料上。这另一单晶材料称为衬底,一方面作为薄层材料的附着体,另一方面即为单晶生长所需的籽晶。衬底与外延层可以是同一种材料(同质外延),也可以是不同材料(异质外延)。采用从溶液中再结晶原理的外延生长方法称液相外延;采用从汽相中生长单晶原理的称汽相外延。液相外延就是将所需的外延层材料(作为溶质,例如GaAs),溶于某一溶剂(例如液态镓)成饱和溶液,然后将衬底浸入此溶液,逐渐降低其温度,溶质从过饱和溶液中不断析出,在衬底表面结晶出单晶薄层。汽相外延生长可以用包含所需材料为组分的某些化合物气体或蒸汽通过分解或还原等化学反应淀积于衬底上,也可以用所需材料为源材料,然后通过真空蒸发、溅射等物理过程使源材料变为气态,再在衬底上凝聚。分子束外延是一种经过改进的真空蒸发工艺。利用这种方法可以精确控制射向衬底的蒸气速率,能获得厚度只有几个原子厚的超薄单晶,并可得到不同材料不同厚度的互相交叠的多层外延材料。非晶态半导体虽然没有单晶制备的问题,但制备工艺与上述方法相似,一般常用的方法是从汽相中生长薄膜非晶材料。 半导体材料 宽频隙半导体材料 氮化镓、碳化矽和氧化锌等都是宽频隙半导体材料,因为它的禁频宽度都在3个电子伏以上,在室温下不可能将价带电子激发到导带。器件的工作温度可以很高,比如说碳化矽可以工作到600摄氏度;金刚石如果做成半导体,温度可以更高,器件可用在石油钻探头上收集相关需要的信息。它们还在航空、航天等恶劣环境中有重要套用。广播电台、电视台,唯一的大功率发射管还是电子管,没有被半导体器件代替。这种电子管的寿命只有两三千小时,体积大,且非常耗电;如果用碳化矽的高功率发射器件,体积至少可以减少几十到上百倍,寿命也会大大增加,所以高温宽频隙半导体材料是非常重要的新型半导体材料。 半导体材料 这种材料非常难生长,矽上长矽,砷化镓上长GaAs,它可以长得很好。但是这种材料大多都没有块体材料,只得用其它材料做衬底去长。比如说氮化镓在蓝宝石衬底上生长,蓝宝石跟氮化镓的热膨胀系数和晶格常数相差很大,长出来的外延层的缺陷很多,这是最大的问题和难关。另外这种材料的加工、刻蚀也都比较困难。科学家正在着手解决这个问题,如果这个问题一旦解决,就可以提供一个非常广阔的发现新材料的空间。 低维半导体材料 实际上这里说的低维半导体材料就是纳米材料,之所以不愿意使用这个词,发展纳米科学技术的重要目的之一,就是人们能在原子、分子或者纳米的尺度水平上来控制和制造功能强大、性能优越的纳米电子、光电子器件和电路,纳米生物感测器件等,以造福人类。可以预料,纳米科学技术的发展和套用不仅将彻底改变人们的生产和生活方式,也必将改变社会政治格局和战争的对抗形式。这也是为什么人们对发展纳米半导体技术非常重视的原因。 电子在块体材料里,在三个维度的方向上都可以自由运动。但当材料的特征尺寸在一个维度上比电子的平均自由程相比更小的时候,电子在这个方向上的运动会受到限制,电子的能量不再是连续的,而是量子化的,我们称这种材料为超晶格、量子阱材料。量子线材料就是电子只能沿着量子线方向自由运动,另外两个方向上受到限制;量子点材料是指在材料三个维度上的尺寸都要比电子的平均自由程小,电子在三个方向上都不能自由运动,能量在三个方向上都是量子化的。 半导体材料 由于上述的原因,电子的态密度函式也发生了变化,块体材料是抛物线,电子在这上面可以自由运动;如果是量子点材料,它的态密度函式就像是单个的分子、原子那样,完全是孤立的 函式分布,基于这个特点,可制造功能强大的量子器件。 大规模积体电路的存储器是靠大量电子的充放电实现的。大量电子的流动需要消耗很多能量导致晶片发热,从而限制了集成度,如果采用单个电子或几个电子做成的存储器,不但集成度可以提高,而且功耗问题也可以解决。雷射器效率不高,因为雷射器的波长随着温度变化,一般来说随着温度增高波长要红移,所以光纤通信用的雷射器都要控制温度。如果能用量子点雷射器代替现有的量子阱雷射器,这些问题就可迎刃而解了。 半导体材料 基于GaAs和InP基的超晶格、量子阱材料已经发展得很成熟,广泛地套用于光通信、移动通讯、微波通讯的领域。量子级联雷射器是一个单极器件,是近十多年才发展起来的一种新型中、远红外光源,在自由空间通信、红外对抗和遥控化学感测等方面有着重要套用前景。它对MBE制备工艺要求很高,整个器件结构几百到上千层,每层的厚度都要控制在零点几个纳米的精度,中国在此领域做出了国际先进水平的成果;又如多有源区带间量子隧穿输运和光耦合量子阱雷射器,它具有量子效率高、功率大和光束质量好的特点,中国已有很好的研究基础;在量子点(线)材料和量子点雷射器等研究方面也取得了令国际同行瞩目的成绩。 半导体材料 材料中的杂质和缺陷 杂质控制的方法大多数是在晶体生长过程中同时掺入一定类型一定数量的杂质原子。这些杂质原子最终在晶体中的分布,除了决定于生长方法本身以外,还决定于生长条件的选择。例如用提拉法生长时杂质分布除了受杂质分凝规律的影响外,还受到熔体中不规则对流的影响而产生杂质分布的起伏。此外,无论采用哪种晶体生长方法,生长过程中容器、加热器、环境气氛甚至衬底等都会引入杂质,这种情况称自掺杂。晶体缺陷控制也是通过控制晶体生长条件(例如晶体周围热场对称性、温度起伏、环境压力、生长速率等)来实现的。随着器件尺寸的日益缩小,对晶体中杂质分布的微区不均匀和尺寸为原子数量级的微小缺陷也要有所限制。因此如何精心设计,严格控制生长条件以满足对半导体材料中杂质、缺陷的各种要求是半导体材料工艺中的一个中心问题。 特性信息 特性参数 半导体材料虽然种类繁多但有一些固有的特性,称为半导体材料的特性参数。这些特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别,而且更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下特性上的量的差别。常用的半导体材料的特性参数有:禁频宽度、电阻率、载流子迁移率(载流子即半导体中参加导电的电子和空穴)、非平衡载流子寿命、位错密度。禁频宽度由半导体的电子态、原子组态决定,反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用(如光或电场)下内部的载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类晶体缺陷。位错密度可以用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度。当然,对于非晶态半导体是没有这一反映晶格完整性的特性参数的。 半导体材料 特性要求 半导体材料的特性参数对于材料套用甚为重要。因为不同的特性决定不同的用途。 半导体材料 电晶体对材料特性的要求 :根据电晶体的工作原理,要求材料有较大的非平衡载流子寿命和载流子迁移率。用载流子迁移率大的材料制成的电晶体可以工作于更高的频率(有较好的频率回响)。晶体缺陷会影响电晶体的特性甚至使其失效。电晶体的工作温度高温限决定于禁频宽度的大小。禁频宽度越大,电晶体正常工作的高温限也越高。 光电器件对材料特性的要求:利用半导体的光电导(光照后增加的电导)性能的辐射探测器所适用的辐射频率范围与材料的禁频宽度有关。材料的非平衡载流子寿命越大,则探测器的灵敏度越高,而从光作用于探测器到产生回响所需的时间(即探测器的弛豫时间)也越长。因此,高的灵敏度和短的弛豫时间二者难于兼顾。对于太阳能电池来说,为了得到高的转换效率,要求材料有大的非平衡载流子寿命和适中的禁频宽度(禁频宽度于1.1至1.6电子伏之间最合适)。晶体缺陷会使半导体发光二极体、半导体雷射二极体的发光效率大为降低。 温差电器件对材料特性的要求:为提高温差电器件的转换效率首先要使器件两端的温差大。当低温处的温度(一般为环境温度)固定时,温差决定于高温处的温度,即温差电器件的工作温度。为了适应足够高的工作温度就要求材料的禁频宽度不能太小,其次材料要有大的温差电动势率、小的电阻率和小的热导率。 材料工艺 半导体材料特性参数的大小与存在于材料中的杂质原子和晶体缺陷有很大关系。例如电阻率因杂质原子的类型和数量的不同而可能作大范围的变化,而载流子迁移率和非平衡载流子寿命 一般随杂质原子和晶体缺陷的增加而减小。另一方面,半导体材料的各种半导体性质又离不开各种杂质原子的作用。而对于晶体缺陷,除了在一般情况下要尽可能减少和消除外,有的情况下也希望控制在一定的水平,甚至当已经存在缺陷时可以经过适当的处理而加以利用。为了要达到对半导体材料的杂质原子和晶体缺陷这种既要限制又要利用的目的,需要发展一套制备合乎要求的半导体材料的方法,即所谓半导体材料工艺。这些工艺大致可概括为提纯、单晶制备和杂质与缺陷控制。 半导体材料 半导体材料的提纯“主要是除去材料中的杂质。提纯方法可分化学法和物理法。化学提纯是把材料制成某种中间化合物以便系统地除去某些杂质,最后再把材料(元素)从某种容易分解的化合物中分离出来。物理提纯常用的是区域熔炼技术,即将半导体材料铸成锭条,从锭条的一端开始形成一定长度的熔化区域。利用杂质在凝固过程中的分凝现象,当此熔区从一端至另一端重复移动多次后,杂质富集于锭条的两端。去掉两端的材料,剩下的即为具有较高纯度的材料(见区熔法晶体生长)。此外还有真空蒸发、真空蒸馏等物理方法。锗、矽是能够得到的纯度最高的半导体材料,其主要杂质原子所占比例可以小于百亿分之一。 套用发展 早期套用 半导体的第一个套用就是利用它的整流效应作为检波器,就是点接触二极体(也俗称猫胡子检波器,即将一个金属探针接触在一块半导体上以检测电磁波)。除了检波器之外,在早期,半导体还用来做整流器、光伏电池、红外探测器等,半导体的四个效应都用到了。 半导体材料 从1907年到1927年,美国的物理学家研制成功晶体整流器、硒整流器和氧化亚铜整流器。1931年,兰治和伯格曼研制成功硒光伏电池。1932年,德国先后研制成功硫化铅、硒化铅和碲化铅等半导体红外探测器,在二战中用于侦探飞机和船舰。二战时盟军在半导体方面的研究也取得了很大成效,英国就利用红外探测器多次侦探到了德国的飞机。 发展现状 相对于半导体设备市场,半导体材料市场长期处于配角的位置,但随着晶片出货量增长,材料市场将保持持续增长,并开始摆脱浮华的设备市场所带来的阴影。按销售收入计算, 日本保持最大半导体材料市场的地位。然而台湾、ROW、韩国也开始崛起成为重要的市场,材料市场的崛起体现了器件制造业在这些地区的发展。晶圆制造材料市场和封装材料市场双双获得增长,未来增长将趋于缓和,但增长势头仍将保持。 半导体材料 美国半导体产业协会(SIA)预测,2008年半导体市场收入将接近2670亿美元,连续第五年实现增长。无独有偶,半导体材料市场也在相同时间内连续改写销售收入和出货量的记录。晶圆制造材料和封装材料均获得了增长,预计今年这两部分市场收入分别为268亿美元和199亿美元。 日本继续保持在半导体材料市场中的领先地位,消耗量占总市场的22%。2004年台湾地区超过了北美地区成为第二大半导体材料市场。北美地区落后于ROW(RestofWorld)和韩国排名第五。ROW包括新加坡、马来西亚、泰国等东南亚国家和地区。许多新的晶圆厂在这些地区投资建设,而且每个地区都具有比北美更坚实的封装基础。 晶片制造材料占半导体材料市场的60%,其中大部分来自矽晶圆。矽晶圆和光掩膜总和占晶圆制造材料的62%。2007年所有晶圆制造材料,除了湿化学试剂、光掩模和溅射靶,都获得了强劲增长,使晶圆制造材料市场总体增长16%。2008年晶圆制造材料市场增长相对平缓,增幅为7%。预计2009年和2010年,增幅分别为9%和6%。 半导体材料市场发生的最重大的变化之一是封装材料市场的崛起。1998年封装材料市场占半导体材料市场的33%,而2008年该份额预计可增至43%。这种变化是由于球栅阵列、晶片级封装和倒装晶片封装中越来越多地使用碾压基底和先进聚合材料。随着产品便携性和功能性对封装提出了更高的要求,预计这些材料将在未来几年内获得更为强劲的增长。此外,金价大幅上涨使引线键合部分在2007年获得36%的增长。 与晶圆制造材料相似,半导体封装材料在未来三年增速也将放缓,2009年和2010年增幅均为5%,分别达到209亿美元和220亿美元。除去金价因素,且碾压衬底不计入统计,实际增长率为2%至3%。 战略地位 20世纪中叶,单晶矽和半导体电晶体的发明及其矽积体电路的研制成功,导致了电子工业革命;20世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs雷射器的发明,促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业,使人类进入了资讯时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功,彻底改变了光电器件的设计思想,使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和套用,将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、 *** 纵和制造功能强大的新型器件与电路,深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式,彻底改变人们的生活方式。


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