低介电常数材料
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简介
低介电常数材料或称low-K材料是当前半导体行业研究的热门话题。通过降低积体电路中使用的介电材料的介电常数,可以降低积体电路的漏电电流,降低导线之间的电容效应,降低积体电路发热等等。低介电常数材料的研究是同高分子材料密切相关的。传统半导体使用二氧化硅作为介电材料,氧化硅的介电常数约为4。真空的介电常数为1,乾燥空气的介电常数接近于1。
SiLK
目前已知SiLK是一种芳香族热固性有机材料,含不饱和键,不含氟,不含氧和氮。SiLK以寡聚物溶液的形式提供,通过spin coating到硅片上后在氮气下加热到320摄氏度去除溶剂并初步交联。最终需要在400摄氏度以上保温来完成交联。
基于硅基高分子的低介电常数材料
基于硅基高分子的低介电常数材料包括hydrogen silsesquioxane(HSQ)和methylsilsesquioxane(MSQ)。
FOx
FOx是Dow Corning开发的基于HSQ的低介电常数材料, k = 2.9。[1]
MSQ
多孔SiLK与多孔MSQ
MSQ是methylsilsesquioxane的缩写,这是一种硅基高分子材料,通过在MSQ中添加纳米级空洞,Porous MSQ的介电常数可以达到2.2-2.5。
多孔SiLK和多孔MSQ的对比
Nanoglass
Nanoglass是Nanopore同Honeywell推出的基于气凝胶的低介电常数材料。Nanoglass所报导的最低介电常数为k=1.3。
HOSP
HOSP是Honeywell推出的基于有机物和硅氧化物的混合体的低介电常数材料。
基于碳搀杂氧化硅的低介电常数材料
基于碳搀杂氧化硅的低介电常数材料通常使用化学气相沉积,因此同传统半导体工艺接近。
Black Diamond
Black Diamond是套用材料公司推出的基于化学气相沉积碳搀杂氧化硅的低介电常数材料。k=2.7。[2]
Black Diamond是现在使用最多的低介电常数材料。[3]有报导暗示Black Diamond的K值可以达到2.4。[4]
Coral
Novellus推出的基于化学气相沉积碳搀杂氧化硅的低介电常数材料。k=2.7。[5]
Aurora
ASM International推出的基于化学气相沉积碳搀杂氧化硅的低介电常数材料。k=2.7。[6]
Aurora是英特尔在其90和65nm生产线中使用的材料。[7]
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