[00985058]低介电常数绝缘介质氧化硅薄膜及其制备方法

一、背景技术：随着大规模集成电路的迅速发展，当集成电路的特征尺寸减小至180 nm或更小时，互连寄生的电阻、电容引起的延迟、串扰和能耗已成为发展高速、高密度、低功耗和多功能集成电路需解决的瓶颈问题。在大规模集成电路中，层间及线间介质用低介电常数绝缘介质薄膜代替二氧化硅，可以有效减少互连寄生电容，从而减少电容引起的延迟、串扰和能耗。目前，国内外研究较多的低介电常数绝缘介质薄膜有含氟氧化硅薄膜(SiOF)、聚酰亚胺薄膜(PI)、倍半氧化硅薄膜(SSQ)等，但这些产品存在着生产工艺复杂、耐温性能差、对电路有腐蚀、与硅片粘附性能差等缺点。现有的多纳米孔氧化硅薄膜因致孔模板单一，不能参与交联，从而造成薄膜孔径难以控制，微孔分布不均，力学强度不可调节，且退火时薄膜力学性能严重下降。二、发明内容：该发明(申请号200410044831.5)的低介电常数绝缘介质氧化硅薄膜，薄膜厚为50-400nm，含有孔径为5-100nm的纳米微孔。采用不同分子量的致孔模板可以得到不同孔径的纳米微孔，采用不同的致孔模板与硅氧烷比例，可以得到不同孔积比率的材料。适当加入有机致孔模板，能得到介电常数低于2.0的超低介电常数绝缘介质薄膜。该发明的优点是：1、介电常数低，可以降低到2.2左右。2、薄膜中的纳米微孔分布均匀，致孔模板一端参与交联体系，既阻止了凝胶涂抹时的有机相微观相分离，又有效避免了因致孔模板多处参与交联体系而导致的退火时薄膜内部交联受到网络破坏。3、薄膜中的微孔大小尺寸可调，通过控制致孔模板的分子量，从而可以调控有机链段自缠绕成球的尺寸，退火后可以得到所需尺寸的纳米微孔。4、薄膜的刚性、柔性可调控，通过调节多组分硅氧烷中正硅酸烷酯和烷基烷氧基硅烷的比例，可以调节薄膜中氧化硅的交联密度，从而可以控制薄膜的机械强度和柔韧性。5、薄膜电学性质稳定，热分解温度在500℃以上，在空气中基本不吸收水分。6、与硅片的粘附性好，结合紧密，残余应力小。三、应用范围：随着超大规模集成电路的发展，微电子电路的尺寸日益缩小，互连延迟和寄生电容的增大，该发明特别适用于超大规模集成电路、CPU生产中替代传统SiO2以及其他现有低介电薄膜，可以十分有效地减少发热和延迟。