ВКР: Мезопористые органосиликаты, модифицированные бензольными мостиковыми группами

Реферат

Выпускная квалификационная работа содержит 64 страницы, 29 рисунков, 16 таблиц, 32 источника.
Ключевые слова: СБИС, Low-k диэлектрик, FEOL, BEOL, мезопористость, ПМО, BTSB, MTMS, MIK, диэлектрическая проницаемость, модуль Юнга.
Актуальность работы заключается в том, что ПМО модифицированные бензольными мостиковыми группами, являются перспективными материалами для применения в производстве систем металлизации интегральных микросхем из-за сочетания низкой величины диэлектрической проницаемости и повышенных механических характеристик.
Цель работы – исследование свойств пленок периодических мезопористых органосиликатов в зависимости от содержания воды и бензольных мостиковых групп в пленкообразующем растворе.
С этой целью был произведен синтез пленкообразующих растворов мезопористых органосиликатов, с различным содержанием воды и бензольных мостиковых групп, формирование пленочных образцов на кремниевых подложках методом центрифугирования, измерены и определены эллипсометрические и электрофизические параметры пленок.
На основе полученных результатов установлено, что с увеличением содержания воды в ПО растворах до H₂O/EtO = 0.6, размер пор и пористость увеличивается, а диэлектрическая проницаемость уменьшается. Однако при меньшем содержании в ПО растворах воды H₂O/EtO = 0.4, незавершенность процессов гидролиза приводит к более плотной упаковке органосиликатного каркаса, что обеспечивает формирование пленок с более высоким (в ~2 раза) значением модуля Юнга.
Результаты выпускной квалификационной работы могут быть использованы для дальнейших исследований модификаций бензольными мостиковыми группами в мезопористых органосиликатов.
Оглавление

Список сокращений и обозначений
Введение
1. Изолирующие диэлектрики в многоуровневых системах металлизации
1.1 Этапы развития микроэлектроники
1.2. Технологический цикл изготовления ИС
1.3. Проблемы скейлинга в системе металлизации
1.4. Снижение диэлектрической проницаемости
1.6. Мезопористые органосиликаты
1.7. Золь гель метод
1.8. Периодические мезопористые органосиликаты
1.9. Периодические мезопористые органосиликаты модифицированные бензольными мостиковыми группами
2. Получение и исследование мезопористых органосиликатных пленок, модифицированных бензольными мостиковыми группами.
2.1. Приготовление пленкообразующего раствора.
2.1.1. Метод центрифугирования
2.2 Методы исследования полученных пленок
2.2.1. Метод эллипсометрии
2.2.2. Метод эллипсометрической порометрии
2.2.3. Метод исследования электрофизических свойств на основе анализа ВФХ МДП – структур.
2.3. Результаты и их обсуждение
Выводы
Список литературы

Список сокращений и обозначений

БИС – Большая интегральная схема
ИС – Интегральная схема
МОП – Металл-оксид-полупроводник
СБИС – Сверх большая интегральная схема
УБИС – Ультра-большая интегральная схема
BEOL (back-end-of-line) – Цикл изготовления систем межсоединений
BTESB (1,4-bis(triethoxysilyl)benzene) – 1,4-бис (триэтоксисилил) бензол
BTESM (bis(triethoxysilyl) methane) – Бис (триэтоксисилил) метан
BTMSE (1,2-bis(trimethoxysilyl) ethan) – 1,2-бис (триметоксисилил) этан
CSD (chemical solution deposition) – Химическое осаждение из растворов
CTE (coefficient of thermal expansion) – Коэффициент теплового расширения
CVD (chemical vapor deposition) – Химическое осаждение из газовой фазы
EP (ellipsometric porosimetry) – эллипсометрическая порометрия
FEOL (front-end-of-line) – Транзисторный цикл
HMS (hexagonal mesoporous silica) – гексагональный мезопористый диоксид кремния
MIK (methylisobutyl ketone) – метилизобутилкетон
MTMS (trimethoxymethylsilane) – Триметоксиметилсилан
OSG (organic silicate glass) – Органосиликатное стекло
PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) – Плазменно-химическое осаждение изгазовой фазы
PMO (Periodic Mesoporous Organosilica) – Периодические мезопористые органосиликаты
SSQ (silsesquioxane) – Силсесквиоксан
TEOS (tetraethyl orthosilicate или tetraethoxysilane) – Тетраэтилортосиликат или тетраэтоксисилан
ULSI (ultra large-scale integration) – Сверхбольшая интеграция

Введение

С развитием микроэлектроники размеры элементов микрочипов постоянно уменьшаются. С ростом степени интеграции микроэлектронных устройств возникает ряд проблем, связанных с уменьшением расстояний между отдельными составляющими микрочипов. Например, уменьшение толщины межслойного диэлектрика может приводить к увеличению наводок между проводниками. Также одной из основных проблем, тормозящих развитие микроэлектроники, является увеличение времени RC задержки управляющих сигналов микросхемы при уменьшении объемной плотности элементов. В последнее время эти проблемы частично удается решать благодаря использованию в качестве межслойных диэлектриков материалов с низкой диэлектрической константой (low-k материалы).
В настоящее