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抗氧化剂在微电子半导体行业中的关键作用

所属分类： 行业新闻

发布时间：2024-11-05

在微电子行业中，抗氧化剂扮演着至关重要的角色。微电子半导体行业，精度和材料稳定性至关重要。随着设备尺寸的缩小和功率的增加，氧化导致的材料降解风险对性能和寿命构成了重大威胁。抗氧化剂是健康和食品行业的常用物质，在半导体制造领域具有独特的作用，可用于抵消氧化压力，尤其是在高性能和高温环境下。通过抑制半导体器件所用材料中的氧化作用，抗氧化剂有助于生产出更坚固、更可靠、更持久的元件。

氧化控制在半导体制造中的重要性

氧化是半导体制造中普遍存在的难题，金属、硅和聚合物等关键材料在暴露于氧气或湿气时很容易发生降解。微米级或纳米级的氧化损伤会导致电气效率低下、元件失效，最终缩短电子设备的使用寿命。在半导体中，即使是轻微的氧化也会导致电气特性发生变化，特别是在晶体管和互连器件等精密元件中。

为应对这些挑战，尤其是易受热和环境应力影响的材料，业界已投资于抗氧化剂解决方案。例如，电介质和涂层中使用的聚合物容易氧化，从而导致材料脆化、开裂和导电性下降。在这些材料中加入抗氧化剂有助于抗氧化，延长元件的使用寿命和功能。

半导体应用中使用的抗氧化剂类型

半导体制造中使用的抗氧化剂是根据不同材料的独特降解途径来选择的。它们包括酚类抗氧化剂、受阻胺光稳定剂 (HALS) 和亚磷酸抗氧化剂。每一类抗氧化剂都能解决特定类型的氧化问题。

酚类抗氧化剂： 这类抗氧化剂通常用于聚合物稳定。酚类抗氧化剂向自由基提供一个氢原子，有效地中和自由基，防止导致聚合物和涂层氧化的连锁反应。酚类抗氧化剂在高温下的稳定性使其非常适合半导体中的高压力应用。

亚磷酸抗氧化剂： 这类抗氧化剂可作为二级稳定剂，通常与酚类抗氧化剂一起使用。亚磷酸盐可将氢过氧化物分解成非自由基物质，从而阻断聚合物的氧化过程，延长半导体封装材料的使用寿命。

受阻胺光稳定剂（HALS）： 这些抗氧化剂可有效保护材料免受光引起的降解。虽然 HALS 在塑料中更为常见，但在微电子中的显示技术中也有应用，因为微电子会持续暴露在光和紫外线辐射下。通过清除光照射形成的自由基，HALS 可防止聚合物分解，延长显示器组件的使用寿命。

在半导体制造和器件封装中的应用

在半导体制造过程中，抗氧化剂可用于保护器件的封装层和核心材料层。这种保护对于薄膜、阻焊剂和聚合物封装剂至关重要，它们用于保护敏感的半导体元件免受外界因素的影响。

抗氧化剂也是电介质和保形涂料中不可或缺的成分，它们可以隔离芯片上的导电通路。这些涂层暴露在热量和氧气中，很容易发生热氧化。通过加入酚醛或亚磷酸抗氧化剂，制造商可以大大提高这些涂层的耐久性，减少氧化作用，否则会损害其介电特性。这种应用对于标准温度较高的电力电子器件中的半导体芯片尤为重要。

在设备包装中，抗氧化剂用于提高树脂、粘合剂和密封剂中聚合物的稳定性。封装可以保护半导体免受湿气和污染物的侵蚀，但所使用的聚合物容易氧化老化，从而导致开裂或分层。抗氧化剂可防止自由基的形成，从而降低这些风险，确保封装长期保持结构完整性。

抗氧化剂在半导体制造中的应用前景

随着半导体技术的飞速发展，人们正在开发新的抗氧化剂解决方案，以满足日益复杂和微型化设备的需求。纳米级抗氧化剂的创新尤其令人期待，因为它们在材料中具有卓越的分散性和稳定性。例如，纳米结构的氧化铈颗粒具有出色的自由基清除能力和高热稳定性。

 

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