使用低介电常数材料的新策略。
海绵是一种多孔结构。所以是一个摩天大楼。这两个非常不同的图像例证材料被认为是先进的低介电常数材料(κ)。
大多数多孔电介质被测试到目前为止像海绵。英特尔的大卫·麦克拉克解释说在本月材料研究学会(夫人)春季会议,这些材料包括聚合物和牺牲poragen支柱。流程细节各有不同,但通常是上面两种声音的混合材料spin-coated到晶圆上,和poragen被热处理或化学作用。骨干聚合物是落后和形式的机械结构层。
这种类型的材料提出的挑战是众所周知的。一般来说,某种保护涂层或表面处理需要防止污染物渗透毛孔。骨干必须处理条件下的化学稳定性,和必须足够严格,以保持其结构poragen后消失了。
一个更根本的挑战,然而,这些材料固有的像海绵一样的结构。对于任何给定的支柱材料,降低介电常数总是涉及增加海绵的孔隙度。不幸的是,系统随机孔隙度约束的渗滤阈值。
渗流理论出现在介质击穿模型,它描述了连接故障的形成路径通过介电层。同样,多孔介质中的渗流阈值的最大孔隙度超出电影不再是连续的。(一个基本行为的模拟渗流阈值可以找到在这里)。阈值为一个特定的系统取决于孔隙的大小和分布,但通常是附近的50%到60%左右。低于这个阈值,存在一个连续的结构连接各个骨干分子彼此和边缘的电影。上面没有。没有连续的结构,机械刚度丢失和电影崩溃。
有序结构,相反,可以实现更高级别的孔隙度。考虑在建建筑物的暴露梁。框架周围大量的开放空间,但结构负载从楼上很容易传播到较低楼层。
这是在有机框架(mof)的方法,还讨论了在今年的春季会议夫人。由金属有机框架单元,用有机“连接器”元素联系在一起。结果就像一个孩子的建筑玩具或一个典型的球棍晶格结构。
有机框架已经发现了许多应用在催化、气体储存、等领域。他们提供范围广泛的孔隙大小,琳琅满目的金属和有机元素。此外,因为它们是有序结构,财政部是服从的全部材料科学仿真工具。这是可能的,至少在原则上,确切的理论预测给定的一组结构参数。不过,大多数商业mof是粉末。有可能使连续的电影这些材料吗?
事实证明,根据Christof Woell卡尔斯鲁厄理工学院的,答案是肯定的。卡尔斯鲁厄集团创建高度取向,分层结构交替金属和有机口供。两层似乎自终止,给设计师大量的控制最终结构。例如,暴露表面的成分可以被修改以减少孔隙度,或增加耐化学腐蚀性。这是一个概念验证研究,所以许多工作有待完成实现process-worthy材料。然而,小组展示创建一个不含金属的聚合物凝胶与刚性结构和高孔隙度通过添加第二个“交联”聚合物组件,然后移除金属单位。
半导体行业第一次试图将多孔low-κ电介质,它并没有那么好。甚至幸存的材料通常集成电路制造设备装配中倒塌了。但正如IC制造中经常发生的那样,需要减少介电常数从未消失过。装备新材料和更好的理解受到的压力设备,制造商希望到一个更好的结果。
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历史是重复的自我:我们仍在的日子SELETE鉴于低k奖在2003年DSI吗?