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介质膜

介质膜不导电,利用菲涅尔公式,通过一定折射率的材料,加上等倾干涉的条件,实现反射波相长,从而获得较大的反射率.具有干涉效应,具有随波长或厚度的变化而呈现周期性变化的性质.长波区域薄膜的特性比短波区域有所减弱.

半导体器件及集成电路中常用的薄膜包括介质膜(钝化膜及光学膜)和金属膜(单层和多层).介质膜往往用作为钝化保护、多层布线的中间介层SiO2、Al2O3、多晶硅等.

不同的介质膜按照一定的光学厚度又可以组合成光学膜,例如Ta2O5与SiO2组合等,可起到对某一波长的出射光的增透(减反射)或高反射的作用.金属膜中如Cr、Al、Ti、ZnAu、AuSn等金属及合金,主要用于N型P型半导体材料的肖特基接触、欧姆接触、阻挡层、金属引线及键合金属.在硅器件中还常用到一些硅化物,如TiSi、AlSiCu等金属硅化物.

金属膜

金属膜可导电,具有良好的塑性、韧性和强度,以及对环境和物料的适应性,不具有任何周期性的性质,它的折射率很小,长波区域的特性比短波区域有所增强.

电磁波传播中,决定电磁波传播性质的,就是介电常数.介电常数的实部对应于光传播时候的电场振幅的比例,而虚部则对应于光的能量损耗.金属和介质最大的区别在于,金属的介电常数可以用Drude模型描述,一般是一个负的实部和比较大的虚部;而介质的介电常数则一般是一个正的实部.既然金属有比较大的虚部,就会导致有损耗,光在经过金属反射的时候就会被吸收,反射率可能只达到98、99;而介质则不会,因此特定条件下,反射率能达到真正的百分百.另一方面,空气(也是一种介质)入射介质发生反射的话,因为是光疏介质(介电常数较小)到光密介质(介电常数较大),有半波损失,会导致电磁波震荡的相位损失一个;而空气入射金属时,理想情况发生反射,必定会产生相位差.