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半导体工艺中的BCB、PI是什么材料?

在半导体工艺中,BCB(Benzocyclobutene)和PI(Polyimide)是两种常用的材料,在半导体制造中起着重要的作用。以下是关于这两种材料的介绍:

BCB(Benzocyclobutene)是一种活性树脂,化学名称为苯并环丁烯树脂。在特定的热处理条件下,BCB能够形成热固性聚合物。这种材料具有低介电常数、低介电损耗、低吸湿率、高热稳定性以及良好的化学稳定性。由于这些特性,BCB在半导体制造中常被用作器件的钝化防护和层间介电材料。在涂覆BCB胶后,晶圆需要经过真空处理,抽出空气及杂质气体,并充入高纯洁净氮气以达到无氧环境,然后按照预设的工艺参数进行升温、降温处理,以实现BCB层的固化。其主要特点包括:

● 低介电常数:BCB具有非常低的介电常数,这使其成为一种理想的绝缘材料,可用于制造高性能的绝缘层。

● 良好的热稳定性:BCB具有出色的热稳定性,能够在高温下保持结构稳定性,这使其在半导体工艺中扮演了重要的角色。

● 优异的平整度:BCB在固化后能形成非常平坦的表面,这对于一些工艺步骤(如光刻、薄膜沉积等)十分重要。

● 良好的化学惰性:BCB对许多化学物质具有惰性,不易受到化学腐蚀,这使其在半导体制造的多个步骤中都能发挥作用。

PI(Polyimide)是一类主链上含有酰亚胺环的聚合物,特别是含有酞酰亚胺结构的聚合物,是综合性能最佳的有机高分子材料之一。PI具有耐高温、高绝缘性能、低介电常数和低介电损耗等特点。这些特性使得PI在半导体工艺中得以广泛应用,尤其在需要高温和强电场环境的场合中表现出色。PI可以根据其重复单元的化学结构分为脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰亚胺,也可以根据链间相互作用力分为交联型和非交联型。其特点包括:

● 优异的耐热性:PI具有出色的耐高温性能,能够在高温环境下保持稳定性,被广泛用作半导体器件的封装材料。

● 良好的机械性能:PI具有优异的机械性能,包括高强度和耐磨损性,使其适用于各种半导体器件的封装和保护。

● 优异的化学稳定性:PI对化学品的抗腐蚀性能优秀,能够在多种化学环境下保持稳定性,这使其在半导体工艺中能够承受各种化学处理。

● 良好的电气性能:PI具有良好的绝缘性能,能够有效地隔离电子器件,具有较低的介电损耗,有利于保持电子器件的稳定性。

BCB和PI作为半导体工艺中常用的材料,分别具有独特的性能和优势,在半导体器件的制造和封装过程中发挥着重要作用。它们的特性使得它们成为制造高性能半导体器件的理想选择。

20240326半导体工艺中的BCB、PI是什么材料?