随着超大集成电路(ULSI)和多层互联技术的发展,器件尺寸的逐步缩小,迫切需要低介电材料取代现有硅材料以降低器件的能耗、干扰和时间延迟。因而低介电常数材料的研究已成为近年来微电子工业IC互联器件领域国际研究热门课题之一。该项目采用不同结构的POSS与有机单体以化学键合的方法构筑了不同结构的POSS有机-无机低材料,实现悬垂型、星型和交联网络型有机-无机低介电杂化材料的控制制备;并重点研究了结构对介电性能影响,该类材料的介电常数可降至2.3。同时,合成一系列结构精确可控的交联网络型POSS杂化材料,使用这些交联网型杂化材料作为模板,制备出了大小2-5纳米的均匀多孔低介电SiO2材料,孔的大小可通过改变POSS分子之间连接的有机链的长度、分子结构以及杂化材料交联度有效调制孔的大小,材料的介电常数最低可达1.95,并呈现很高的力学性能,这种高的力学性能主要来自于均匀的结构。系统研究了孔大小、空隙率以及模板分子结构对低介电性能影响,以及低介电性能的形成机理。
英文主题词low dielectric materials;organic-inorganic hybrid materials; molecular hybids;porous materials