微技術/材料

概述

不同基本材料類別電子結構的概述。原子對每種電子態都有離散能級。例如透過光學激發的電子躍遷可以改變原子的狀態。分子也可以有離散能級，但更復雜的結構也會使電子態圖更加複雜。此外，分子可以旋轉和振動，這會調節觀察到的能級。絕緣體可以被視為分子的凝聚相，相鄰分子之間幾乎沒有電子連線以傳導電流。只有當用高於幾個 eV 帶隙的能量激發時，才能實現傳導。半導體具有更窄的帶隙，即使在室溫下，也會有幾個傳導電子被激發到導帶。摻雜半導體具有更高的電導率，因為新增的摻雜劑提供了傳導電子。金屬可以被認為是遊離電子海中的電離金屬原子，從而提供高電導率和高光反射率（只要頻率不高）。

概述材料及其最突出用途的資源

• 半導體材料
• Ioffe NSM 資料檔案
• 微加工材料概述
• 微加工材料概述
• 半導體材料
• 聚合物

微加工材料概述表

微加工材料概述表

材料	典型用途	密度 [g/cm3]	Atm. 質量 [g/mol]	楊氏模量 [GPa]	剪下模量 [GPa]	電導率	熱導率 [W·m−1·K−1]	熔點 [K]	備註
鋁	引線	2.70	26.98	70	26	26.50 nΩ·m	237	933.47 K (660.32 °C)	新增備註
砷化鎵	發光器	5.3176	144.645	楊氏模量	整體	電	熱	1238°C (1511 K)	帶隙 1.424 eV
氮化鎵	藍光發射器	6.1	83.7297	楊氏模量	整體	電	熱	K ( °C)	新增備註
多晶矽	太陽能電池	密度	amu	楊氏模量	整體	電	熱	K ( °C)	高度依賴於摻雜和退火。請參閱矽部分中的詳細表格
矽	晶圓，半導體	2.33	28.0855(3)	47	整體	電	149	1687 K (1414 °C)	高度依賴於摻雜。請參閱矽部分中的詳細表格
二氧化矽，矽石	絕緣體，光波導	密度	amu	楊氏模量	整體	電	熱	K ( °C)	新增備註
氮化矽	絕緣體	密度	amu	楊氏模量	整體	電	熱	K ( °C)	新增備註
金	引線塗層	19.3	196.966569	78	220	22.14 nΩ·m	318	1337.33 K (1064.18 °C)	新增備註
鎳	MEMS，引線	密度	amu	楊氏模量	整體	電	熱	K ( °C)	新增備註
鉑	接觸墊	密度	amu	楊氏模量	整體	電	熱	K ( °C)	新增備註
PMMA	1.19	50.000-950.000	楊氏模量	整體	電	熱	378 K (105°C) 玻璃轉印	折射率 1.492
SU8 聚合物	密度	amu	楊氏模量	整體	電	熱	K ( °C)	新增備註
鎢	密度	amu	楊氏模量	整體	電	熱	K ( °C)	新增備註

此表格應與上面的表格合併...

金屬材料特性

		機械				熱			電
		屈服強度	楊氏模量	泊松比	密度	熱導率	熱膨脹係數	熔點	電導率	α
最高 Z	材料	GPa	GPa	?	kg/m³	(W/cmK)	(ppm/K)	K	Ωm	千分之幾/K
金屬
34	Al	0.17	70	0.34	2698	2.36	23	660	26.5*10??	4.3
55	Au	?	78-80	0.44-0.25	19281	3.12	14	1064	23-22.1*10??	3.7
66	Cr	?	?	?	7194	?	?	1860	?
55	Ti	0.23	116	0.32	4508	0.2	8.5	1670	420*10??	3.8
80	Pt	0.12	168	0.38	21450	0.73	8.9	1772	0.0981?	3.9
78	W	0.12	411	0.28	19254	1.8	4.5	3387	0.0489?	4.8
65	Ag	?	?	?	?	?	?	960	15.9*10??
56	Fe	12.6	196	0.29	7873	0.803	11.7-12	1540	89E	6.6
類金屬
12	石墨	?	?	?	2266	?	?	3700	7-60E	-0.4
半導體
25	本徵 Si	7	190	?	2329	1.57	2.33	1410	2.5*10³
25	多晶 Si	?	150-170	0.3-0.066	2320	0.5-0.34	2.6	?	22000
25	SiC	21	700	?	3200	3.5	3.3	?	?
45	InP	?	7.1E11 dyn cm-2	?	4810	0.68 W cm-1 °C-1	4.60·10-6 °C-1	1060	?
絕緣體
12	金剛石	53	1035	?	3500	20	1	?	2.7
34	Al2O3	15.4	530	?	4000	0.5	5.4	?	?
25	SiO2 (整體)	8.4	73	?	25-2150	0.014	0.55	?	E-12

單位

• 1 g/cm3 = 1 kg/L = 1000 kg/m3
• g/mol = amu = Da

應用與用途

• 微處理器
• 電晶體
• 晶片實驗室
• MEMS

產品生命週期

廉價且一次性使用的即時護理微流控晶片需要與高效能微處理器相比截然不同的材料。

環境考慮因素

微加工的環境足跡並不常被討論。如果有人瞭解這方面，希望他們能貢獻！

晶圓和襯底

晶圓型別、平坦面、解理面等的概述。

參考文獻

另請參見關於編輯此書的說明，瞭解如何新增參考文獻Microtechnology/About#How to Contribute。