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低介電常數材料
鎖定
- 中文名
- 低介電常數材料
- 外文名
- Low-κ dielectric
目錄
- 1 簡介
- 2 SiLK
- 3 基於硅基高分子的低介電常數材料
- ▪ FOx
- ▪ MSQ
- 4 多孔SiLK與多孔MSQ
- ▪ 多孔SiLK和多孔MSQ的對比
- 5 Nanoglass
- 6 HOSP
- 7 基於碳攙雜氧化硅的低介電常數材料
- ▪ Black Diamond
- ▪ Coral
- ▪ Aurora
低介電常數材料簡介
低介電常數材料或稱low-K材料是當前半導體行業研究的熱門話題。通過降低集成電路中使用的介電材料的介電常數，可以降低集成電路的漏電電流，降低導線之間的電容效應，降低集成電路發熱等等。低介電常數材料的研究是同高分子材料密切相關的。傳統半導體使用二氧化硅作為介電材料，氧化硅的介電常數約為4。真空的介電常數為1，乾燥空氣的介電常數接近於1。
低介電常數材料SiLK
SiLK是Dow Chemical開發的一種低介電常數材料，目前廣泛用於集成電路生產。目前已知SiLK是一種高分子材料，但是具體結構仍然是秘密。SiLK的介電常數為2.6。
目前已知SiLK是一種芳香族熱固性有機材料，含不飽和鍵，不含氟，不含氧和氮。SiLK以寡聚物溶液的形式提供，通過spin coating到硅片上後在氮氣下加熱到320攝氏度去除溶劑並初步交聯。最終需要在400攝氏度以上保温來完成交聯。
低介電常數材料基於硅基高分子的低介電常數材料
基於硅基高分子的低介電常數材料包括hydrogen silsesquioxane（HSQ）和methylsilsesquioxane（MSQ）。
低介電常數材料FOx
FOx是Dow Corning開發的基於HSQ的低介電常數材料， k = 2.9。[1]
低介電常數材料MSQ
MSQ是methylsilsesquioxane的縮寫，這是一種硅基高分子材料。
低介電常數材料多孔SiLK與多孔MSQ
通過在SiLK中添加納米級空洞可以進一步降低介電常數。目前多孔SiLK的介電常數為2.2。
MSQ是methylsilsesquioxane的縮寫，這是一種硅基高分子材料，通過在MSQ中添加納米級空洞，Porous MSQ的介電常數可以達到2.2-2.5。
納米級空洞通常是通過合成嵌段共聚物的辦法來實現的。
MSQ通常以溶液的形式提供，通過Spin coating的辦法分佈的硅片上後在保護性氣氛下加熱交聯，去除空洞發生集團。最終形成類二氧化硅的多孔結構。
低介電常數材料多孔SiLK和多孔MSQ的對比
低介電常數材料Nanoglass
低介電常數材料HOSP
低介電常數材料基於碳攙雜氧化硅的低介電常數材料
基於碳攙雜氧化硅的低介電常數材料通常使用化學氣相沉積，因此同傳統半導體工藝接近。
低介電常數材料Black Diamond
Black Diamond是現在使用最多的低介電常數材料。[3]有報道暗示Black Diamond的K值可以達到2.4。[4]
低介電常數材料Coral
Novellus推出的基於化學氣相沉積碳攙雜氧化硅的低介電常數材料。k=2.7。[5]
低介電常數材料Aurora
ASM International推出的基於化學氣相沉積碳攙雜氧化硅的低介電常數材料。k=2.7。[6]
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