![]()
文字|工业半导体 ay pinangungunahan ng mga bihirang lupa, na tumutukoy sa pangkalahatang pangalan ng 17 元素 kabilang 和 镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥, 化学季节表上的镱、镥、钪、钇、Mga 元素 (LA-LU)、钇 (Y) 和钪 (SC)。这些元素凭借“微量添加即可显着优化材料理化性能”的关键特性，在不同行业中发挥着“金石成金”的作用。因此，它们被称为“工业维生素”、“工业味精”或“工业润滑剂”。在半导体产业技术密集型领域，稀有地主要是支撑设备精度的主要材料、高性能材料和先进工艺。它们的应用贯穿整个半导体制造链。这稀有土元素在半导体设备中的应用，需要光刻机的晶圆台和掩模版来实现纳米级精度的高速运动。其核心取决于无摩擦直线电机和磁悬浮系统。这些系统的驱动力和强磁场来源于土壤中稀有的永磁体，其中以钕铁硼永磁体（NDFEB）为主。 NDFeb永磁体的主体由钕（ND）、铁、硼合金组成。为了提高高温稳定性（防止退磁），需要添加镝（DY）和铽（TB）来调节居里温度。据报道，一台 EUV 光刻机将需要携带 12 公斤的 NDFEB 磁体，用于电机定子和转子。钕是这种磁铁的主要成分，它提供了超高的磁能积，而镝和最新的是我们ed作为辅助剂以提高高温稳定性。稀土磁体的应用使光刻机能够实现每小时超过一百片晶圆的扫描速度，同时保持亚纳米定位的精度。除晶圆台外，光刻机对准系统的有刷直流电机或音圈电机、镜头调节机构、装卸机械手等部件的主要部件很少采用土磁体。需要注意的是，稀有土地在此环节的作用主要集中在设备配套支撑，并不直接进入晶圆制造。然而，土壤中稀有磁铁的缺乏将导致当代光刻设备的精度功能完全失效。另外，NDFEB的永磁体常用于离子注入机、刻蚀机、涡轮分子泵电机等运动平台上，实现磁悬浮晶圆输送和高速行驶时，进一步体现出罕有土地对设备运动的冷暖掌控。除了精度控制外，光源和光学元件也依赖稀有土壤。 EUV的主要光源和深紫外光刻不依赖于SolidonG稀有介质，但用于晶圆定位、对准和发现的辅助激光器一般采用掺钕钇铝石榴石（ND：yag）晶体，含有n d³⁺离子的是高功率激光器，获得可以输出1.064μm激光的介质。倍频后形成532nm可见光或进一步转换为355nm紫外光，以满足高精度检测的需要。在切割研究中，稀有地还为下一代EUV光源提供了潜力：美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）开发的“大孔径铥（TM）激光器”利用TM³离子产生~2μm激光。与现行标准相比二氧化碳（CO2）行业，它可以将EUV光的资源效率提高近10倍，从而使降低EUV光刻成本成为可能。 EUV/DUV光刻机激光系统需要避免出现破坏激光器的光。主要解决方案是光隔离器，其主要材料是最新的镓石榴石（TB₃ga₅o₁当，简称TGG）晶体。 TGG最新元素具有很强的法拉第磁光效应。它可以在强大的磁场中旋转光偏振平面，只允许单向激光通过。它是一种不变的物质，保证深紫外激光器的稳定性。稀有材料在半导体材料中的应用、耗材和试剂稀有材料在半导体材料中的应用的一些切入方向正处于箭头阶段的研究和开发，但它们已经显示出主要价值。虽然目前主要的光刻胶有e不直接掺杂稀有元素的土，切削研究的是EUV（极紫外）光刻胶，光刻胶系统中含有金属簇（如铪、锆等原子序数较高的元素）。在这一领域，有学者提出可以将含有稀有土壤元素的化合物与光刻胶成分的设计相结合，利用稀有土壤元素的F电子调节来增强光吸收性能和化学助推效果。不过，前述探索目前还处于实验阶段，还没有含有土壤稀有部分的光刻胶尚未批量化。另外，化学机械抛光（CMP）是晶圆规划的基本工艺，其磨料性能直接决定效率和选择。在氧化硅（sio2）和浅沟槽分离（STI）层的抛光中，二氧化铈（CEO2，俗称“氧化铈”）颗粒s 是主要选择。在碱性环境下，CEO2上的ce3⁺/ce⁴⁺价态变化，可与SIO2发生化学反应，生成易去除的硅酸铈，大大提高材料去除率；与传统二氧化硅采用“单独机械研磨”方式的硅铝氧化物磨料相比，CEO 2对Sio 2的抛光选择更高，可以很好地去除氧化层，而且几乎不会炸爆周围的氮化硅等材料，因此成为CMP工艺的“常用磨料”。此外，改良后的CEO2浆料还用于铜/钨金属层的阻挡层。高密度等离子蚀刻机在蚀刻二氧化硅等介质时将使用含有氟和氯的高腐蚀性等离子体。如果空腔部件直接接触，它们很容易被腐蚀并且寿命很短。解决方法是将主要部件表面浸入蚀刻具有氧化钇（y2o₃）或氟化钇（YF₃）陶瓷涂层的机器（腔体腔体、射频天线盖、束环等）：钇的氧化物致密YF₃具有保护作用，可以在具有环境照明的环境中发展，照亮环境以防止进一步侵蚀；与普通石英和氧化铝陶瓷涂层相比，y2o₃的anG涂层可以将成分的使用寿命延长数倍，因此基础设备设备广泛采用y2o₃涂层的元件。虽然单台设备使用的Y2O₃值仅以公斤为单位，但全球蚀刻设备数量众多，对高纯度材料产生了持续的需求。在5G射频、磁存储等利基领域，稀有地面溅射靶材是制备高性能薄膜的关键。例如，铝钪合金靶材可用于沉积氮化铝钪（ALSCN）薄膜，而钪（SC）掺杂（SC）可以显着提高氮化铝（ALN）的压电性能，ALSCN薄膜是5G射频meMS组件（如Baw滤波器）的主要材料；钕（ND）、镨（PR）等靶材可用于溅射磁存储薄膜（如磁阻随机存储器Mram的TBCOFE磁光层、基于SMCO的隧道结）。此外，硅化铒（Ersi2）靶材在红外光电器件方面也有潜在应用。基于氧化锌 (ZnO) 的氮化镓 (GaN) 基体、异质纳米衬底和硅材料在 sapiro ay madaling kapitan pagkawa ng isang malaking bilang ng mga depekto dahil sa mga pagkakaiba-iba sa 印地语 Maayos 的 mga 晶格常数、热力学的 pag-uugali、humahantong sa aparato ng Boltahe、boltahe、kasalukuyang pagbagsak 在 iba pang 的可靠性问题。六方钪镁铝酸盐（Scalmgo₄，简称SCAM或sam）衬底可以解决这一痛点，因为其晶格常数和热膨胀系数与gan和zno高度匹配，可以显着抑制外延生长缺陷的形成，为制备高质量gan外延薄膜和制备高质量ganing提供了新途径 外延。随着电子技术向高性能、多功能、大容量和小型化方向发展，半导体芯片越来越集成化，晶体管尺寸越来越小，稀有元素在先进工艺技术中的应用。传统的二氧化硅（SIO2）栅介质薄膜存在漏电甚至绝缘失效的问题。目前主要采用铪、锆和很少改性的稀有金属氧化物薄膜来解决剥落的主要问题。如果线宽进一步减小，稀有栅极需要使用介电常数较高的土壤介电材料。高 K 介电材料比传统的二氧化硅具有更高的介电常数（K 值）。在实际应用中，业界采用HFO2作为高K电介质的主体，并通过掺入稀土稀有元素（如镧、钇）进一步优化性能。在高 K/金属栅工艺 (HKMG) 中，许多氧化锰 (la2o3) 沉积在 HFO2 表面上，然后在高温下结合，将镧扩散到电介质/硅界面中。它能产生界面偶极子冲击，有效降低MOSFET晶体管的阈值电压，满足先进工艺对电阻G功耗和运行速度的要求。稀有土壤掺杂半导体是将稀有土壤元素掺杂在半导体材料中的半导体。利用稀有土壤离子的4F电子性质可制备半导体发光垫连续剧。同时，稀有土离子的化学活性可用于提高半导体材料的纯度和完整性。该制备工艺与集成电路CMOS工艺兼容，使光电硅基光电集成成为可能。稀有离子（如Eu3⁺）的4F电子具有丰富的能级转移，可以产生窄带宽和高色纯度的发光特性，因此用于制备半导体发光材料。以氧化铕 (Eu2o₃) 那部电影为例。 Eu2o₃具有优异的发光和催化性能。其4F能量结构与ZNO、Gan等半导体的发光机制相似。它可以实现电致发光并且具有明亮的效率。退火速率不受稀土离子浓度限制；硅片外延生长Eu2o₃薄膜可以解决G与G之间的不相容问题an、Zno和Silikon工艺，生产与CMO兼容的硅基器件Eu2o₃电致发光工艺，无缝集成，为光电基光源链路的光源链路提供解决方案。稀磁半导体（DMS）是在非磁性半导体中掺杂过渡金属或稀土元素而产生的新材料。由于kDoping浓度较低，其磁性能相对脆弱，同时具有电荷调节和旋转操纵特性。它们的分子式通常表示为A₁₋ₓMₓB，在旋转电子学领域具有潜在的应用。掺杂的主要元素包括转移金属铥（TM）或稀土离子铼（RE）。掺杂材料可以同时利用电子的电荷特性和电子，在磁、磁光、磁电等方面表现出优异的性能，可用于制备旋转电子c器件，例如高密度存储器、高灵敏度传感器和光发射器、磁传感器和光发射器。稀磁半导体的最早制备技术主要是分子束外延和金属有机化学气相去除。摘要：稀有元素以其独特的4F电子调节、高化学活性以及优异的磁光和热电性能，从“劳动设备”（如光刻机制剂）、“材料制备”（如CMP抛光剂、制剂、防腐蚀涂层）到“先进工艺”介电优化），深度融入整个半导体产业链。无论是支撑EUV光刻机的“纳米级精度”，还是推动5G射频、电子器件旋转方面的“性能突破”，稀土都扮演着“不变的战略材料”的角色。半导体技术日新月异，应用潜力巨大稀土在切削领域（如稀磁半导体、以硅为基础的硅基集成）的优势将得到进一步释放。研发和供应的保障对于半导体产业的发展具有重要的战略意义。返回搜狐查看更多
