Elektrische und mechanische Eigenschaften von mesoporösen Siliziumdioxid-Dünnschichten

Dünne Filme aus mesoporösem Siliziumdioxid (MPS) sind attraktiv für die Anwendung als niedrig-κ-Zwischenschichtdielektrikum (ILD) in integrierten Schaltungen. Allerdings sind diese Filme anfällig für Instabilitäten im elektrischen Verhalten aufgrund von Wasseraufnahme und Kupferdiffusion. In dieser Arbeit werden die elektrischen, chemischen und thermischen Instabilitäten, die Cu-Diffusion und die Adhäsion dieser Materialien diskutiert, um ihre Verwendung als zukünftige ILD in Bauelementen zu bewerten und zu ermöglichen. Die thermische Stabilität der funktionellen Gruppen und die Adhäsion dieser Filme mit Cu sind ebenfalls Schlüsselfragen für die Integration dieser Dielektrika in reale Geräte. Wir versuchen hier, diese Fragen für einige wenige Arten von funktionalen MPS-Filmen zu beantworten. Die Porenstruktur ist ein weiterer Schlüsselparameter bei der Definition der mechanischen und elektrischen Leistung von MPS-Filmen. In dieser Arbeit haben wir für die meisten Studien MPS-Filme mit 3D-kubischen Poren verwendet. Unterschiede in den Eigenschaften von MPS-Filmen mit parallel zum Substrat orientierten Poren (2D-hexagonal) und MPS-Filmen mit kubisch geformten Poren (3D-kubisch) werden gegen Ende diskutiert. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit Wege auf, die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von MPS-Low-κ-Dielektrika für zukünftige Anwendungen maßzuschneidern.