基本介紹
- 中文名：低介電常數材料
- 外文名：Low-κ dielectric
簡介,SiLK,基於矽基高分子的低介電常數材料,FOx,MSQ,多孔SiLK與多孔MSQ,多孔SiLK和多孔MSQ的對比,Nanoglass,HOSP,基於碳攙雜氧化矽的低介電常數材料,Black Diamond,Coral,Aurora,
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。通過降低積體電路中使用的介電材料的介電常數，可以降低積體電路的漏電電流，降低導線之間的電容效應，降低積體電路發熱等等。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矽作為介電材料，氧化矽的介電常數約為4。真空的介電常數為1，乾燥空氣的介電常數接近於1。
SiLK
SiLK是Dow Chemical開發的一種低介電常數材料，目前廣泛用於積體電路生產。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到矽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攝氏度以上保溫來完成交聯。
基於矽基高分子的低介電常數材料
基於矽基高分子的低介電常數材料包括hydrogen silsesquioxane（HSQ）和methylsilsesquioxane（MSQ）。
FOx
FOx是Dow Corning開發的基於HSQ的低介電常數材料， k = 2.9。[1]
MSQ
MSQ是methylsilsesquioxane的縮寫，這是一種矽基高分子材料。
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，這是一種矽基高分子材料，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的辦法分布的矽片上後在保護性氣氛下加熱交聯，去除空洞發生集團。最終形成類二氧化矽的多孔結構。
多孔SiLK和多孔MSQ的對比
多孔SiLK的機械性能優於多孔MSQ。但是多孔MSQ的結構接近於二氧化矽，同傳統積體電路生產工藝處理方法接近。
Nanoglass
Nanoglass是Nanopore同Honeywell推出的基於氣凝膠的低介電常數材料。Nanoglass所報導的最低介電常數為k=1.3。
HOSP
HOSP是Honeywell推出的基於有機物和矽氧化物的混合體的低介電常數材料。
