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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳尹川
研究生(外文):Chen Yin-chuan
論文名稱:多孔性低介材SiOC研究與探討
論文名稱(外文):Research and Discussion of Porous Low-k SiOC
指導教授:龍文安龍文安引用關係
指導教授(外文):Loong Wen-an
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:應用化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:56
中文關鍵詞:低介電常數材料多孔低介材
外文關鍵詞:Low-kSiOCPorous Low-k
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文獻報導現階段的130奈米製程,低介材常用化學氣相沉積SiOC,前驅物為三甲基矽烷與N2O,介電常數在2.7~3.2之間,因其薄膜性質與SiO2較相似,有製程整合較容易優點。但在90 奈米技術節點以下,現階段SiOC性質將無法勝任。本論文研究重點為增加低介材SiOC薄膜的孔洞、降低其薄膜密度,進而使其介電常數降至2.4以下。方法為利用在化學氣相沉積前驅物中額外通入CH4以增加薄膜中的有機鍵結,再利用回火提供的能量,使得薄膜中的不穩定有機物(CxHy)大量斷鍵脫附,導致薄膜孔洞數量大幅增加或使薄膜孔洞尺寸變大。
實驗發現,以FTIR觀察SiOC無吸水現象,薄膜表面為疏水性,不易因吸水使介電常數上升,而回火會使薄膜的類籠狀結構減少。
XPS分析得知,SiOC主要組成為Si-O-Si 網狀結構和Si-CH3鍵結,薄膜中的甲基互相排斥,可產生微孔洞,降低薄膜密度。
SiOC在10分鐘400℃回火後,介電常數可降至2.4以下,其漏電流為3.9 x 10-9 A/cm2。SiOC如經最適化製程,且提升機械強度與降低熱膨脹係數,有潛力應用為90奈米節點之超低介材(介電常數<2.2)。
目錄
中文摘要……………………………………………………………………i
英文摘要……………………………………………………………………ii
誌謝…………………………………………………………………………iii
目錄…………………………………………………………………………iv
表目錄………………………………………………………………………vi
圖目錄………………………………………………………………………vii
第一章 緒論………………………………………………………………1
第二章 文獻回顧…………………………………………………………3
2.1 低介電常數之探討……………………………………………………3
2.1.1 低介材之需求……………………………………………………3
2.1.2 低介材之種類……………………………………………………3
2.1.3 超低介材…………………………………………………………8
2.2銅製程之發展…………………………………………………………..11
2.2.1 離子化金屬電漿………………………………………………..13
2.2.2 原子層化學氣相沈積…………………………………………..14
第三章 實驗步驟與分析方法……………………………………………17
3.1 實驗流程……………………………………………………………….17
3.2 試片之製備…………………………………………………………….17
3.3實驗儀器與材料分析原理……………………………………………..18
第四章 結果與討論………………………………………………………22
4.1 SiOC沉積速率分析…………………………………………………….22
4.2 SiOC折射率分析……………………………………………………….23
4.3 SiOC應力分析………………………………………………………….23
4.4 SiOC傅利葉紅外線光譜分析………………………………………….24
4.5 SiOC電子能譜化學分析……………………………………………….24
4.6 SiOC X射線能量散佈分析…………………………………………….25
4.7 SiOC電性分析………………………………………………………….26
4.8 SiOC原子力顯微鏡分析……………………………………………….28
第五章 結論…………………………………………………………………29
參考文獻……………………………………………………………………30
自傳…………………………………………………………………………56
參考文獻
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