掺CH4的SiCOH低介电常数薄膜结构与介电性能研究

以十甲基环五硅氧烷和甲烷作为反应气体，采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-C VD)方法制备了k = 2.45，485℃下的热稳定性优良的SiCOH低介电常数薄膜.通过薄膜结构的 FTIR谱分析，比较了十甲基环五硅氧烷(D5)液态源和不同甲烷流量下制备的薄膜的键结构差 异，发现在沉积过程中甲烷含量的增大，一方面有利于D5源环结构的保留，另一方面有利于 薄膜中形成高密度的CH_n基团.高密度碳氢大分子基团的存在降低了薄膜密度， 结合薄膜中形成的本构孔隙、低极化率Si—C键以及—OH键减少的共同作用，导致薄膜介电 常数的降低. 关键词： 低介电常数 SiCOH薄膜 碳氢掺杂     

Si—OH基团对SiCOH低k薄膜性能的影响与控制

研究了十甲基环五硅氧烷(D5)的电子回旋共振等离子体沉积的SiCOH薄膜中Si—OH基团对介电性能和漏电流的影响.结果表明Si—OH含量的增大会导致介电常数k的增大、漏电流的降低和介电色散的增强.由于Si—OH结构的强极化补偿了薄膜密度减小带来的介电常数降低，导致总的介电常数k增大.高Si—OH含量下漏电流的降低是由于封端的Si—OH基团降低了薄膜中Si—O网络的连通概率p而导致网络电导下降的缘故.介电色散的增强与Si—OH封端结构的快极化过程有关.改变放电参数以提高电子能量，从而提高源的电离程度，使更多的Si—OH基团断裂并通过缩合反应形成Si—O—Si网络，可以进一步降低薄膜的介电常数. 关键词： SiCOH薄膜 Si—OH结构 介电性能 ECR放电等离子体     

热退火对等离子体增强化学气相沉积SiCOH薄膜结构与性能的影响

热退火是多孔低介电常数薄膜制备过程中的重要一环, 对薄膜结构及性能具有重要影响. 本文以四乙氧基硅烷和双戊烯为前驱体, 采用等离子体增强化学气相沉积方法制备了SiCOH薄膜, 对其进行了氮气氛围下的热退火处理, 分析了热退火对薄膜结构与性能的影响, 探究了退火过程中薄膜结构变化的可能的反应机理. 傅里叶变换红外光谱和固体核磁共振谱结果表明, 沉积薄膜是一种有机无机杂化薄膜. 退火过程中, 薄膜中的-CH₂, -CH₃等有机组分被分解除去, 形成了以稳定的Si-O-Si等无机组分为骨架的多孔结构, 并通过氮气吸附/脱附等温线测试得到了验证. 在此期间, 薄膜骨架微结构亦发生一系列调整, C=C, Si-C含量增加, Si、O、C等元素间发生进一步键合. C=C 含量的提高, 使得薄膜的消光系数和漏电流密度增大. 实验证明, 退火后薄膜具有低折射率、低介电常数特性, 是一类具有优异的介电性能和力学性能的材料, 作为芯片后端互连层间介质具有极大的应用潜力.     

CHx掺杂SiCOH 低介电常数薄膜的物性热稳定性分析

研究了真空热处理对掺CH₄的SiCOH低介电常数薄膜的电流-电压(I-V)特性、电容-电压(C-V)特性、疏水性能以及微结构的影响. 结果表明：在热处理过程中,热稳定性较差的碳氢基团发生了热解吸,使薄膜的漏电流减小、绝缘性能改善,并使薄膜的导电行为更趋于空间电荷限流过程. 碳氢基团的热解吸使SiCOH/Si界面的界面态发生改变,导致SiCOH薄膜MIS结构的平带电压V_FB发生漂移. 封端的碳氢 关键词： SiCOH薄膜 热处理 结构与性能     

SiCOH低介电常数薄膜的性质和键结构分析

以十甲基环五硅氧烷为反应源、采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积（ECR_CVD）方法制备了具有低介电常数，且电绝缘性能和热稳定性优良的SiCOH薄膜. 通过对富氏变换红外光谱(FTIR)的分析，比较了反应源和薄膜键结构的差异，证实薄膜中一方面保持了源中由Si—O—Si键构成的环结构，另一方面形成了由大键角Si—O—Si键构成的鼠笼式结构，在沉积过程中失去的主要是侧链的—CH3基团. 薄膜经过400℃热处理后，其介电常数由385降低到285，对其FTIR谱的分析指出，薄膜中鼠笼式结构比例的增加可能是薄膜介电常数降低的原因. 关键词： 低介电常数 SiCOH薄膜 化学键结构     

O2掺杂对SiCOH低k薄膜结构与电学性能的影响

以十甲基环五硅氧烷(D5)和氧气(O₂)作为反应气体，采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法制备了k＝2.62的SiCOH薄膜.研究了O₂掺杂对薄膜结构与电学性能的影响.结果表明，采用O₂掺杂可以在保持较低介电常数的前提下极大地降低薄膜的漏电流，提高薄膜的绝缘性能，这与薄膜中Si-O立体鼠笼、Si-OH结构含量的提高有关. 关键词： SiCOH薄膜 2掺杂')" href="#">O₂掺杂 介电性能 键结构     

improvement of electrical properties of Cu/SiCOH low-k film integrated system by O2 plasma treatment

This paper investigates the effect of O2 plasma treatment on the electric property of Cu/SiCOH low dielectric constant （low-k） film integrated structure. The results show that the leakage current of Cu/SiCOH low-k integrated structure can be reduced obviously at the expense of a slight increase in dielectric constant k of SiCOH films. Bythe Fourier transform infrared （FTIR） analysis on the bonding configurations of SiCOH films treated by O2 plasmar it is found that the decrease of leakage current is related to the increase of Si-O cages originating from the linkage of Si dangling bonds through O, which makes the open pores sealed and reduces the diffusion of Cu to pores.     

纳电子器件中的超低介电常数材料与多孔SiCOH薄膜研究

65nm以下线宽的纳电子器件，要求采用介电常数k小于2的超低介电常数材料作为层间和线间绝缘介质，等离子体增强的化学气相沉积技术制备的硅基纳米多孔薄膜，提供了实现k〈2的可能性，多孔SiCOH薄膜成为最具希望的候选材料，但是，纳米孔的引入带来了材料其他性能恶化、集成工艺困难、薄膜微结构分析等许多新问题．文章介绍了多孔SiCOH（超）低k薄膜研究的主要进展及面临的挑战．