等离子体化学气相淀积新型低介电常数SiCOF介质薄膜.pdf

! 一 等离子休化学气相淀积新型低介电常数SiCOF介质薄膜’ ! 张 卫，王璐飞，张庆全，丁士进，王季陶 (复旦大学电子工程系，上海200433) 余 一 摘 要:等离干体化学气相沈积创备了新型低介电 O=为原料，其流i分别由流i计控制。TEAS与O, 常毅SiCOF介质薄膜。并通过FTIR.XFS和C-V 的流JUN定为30socm.而CIF,流A可以在0-30sccm 特性浏试对其结构和性能进行了研究.结果表明当 范围内变化。等离子体射频激励源功率为100W.淀 CAzd全为30sccm时所沈-c0SiCOF薄膜介电常 积沮度为3000C. 数仅为2.6.FTIR及XPS分析发现SiCOF薄膜中有 衬底硅片有两种，一种是电阻率为 10Cl.cm的 -CF乖 ·CF2结构存在，而且以-CF结构居多，同 低阻硅片，另一种是电阻率为8.42B.cm的高阻硅 时薄膜中还有C-C健的交联，这种交联结构的存 片。淀积在低阻硅片上的SiCOF薄腆。先用椭偏仪 在使SiCOF薄膜有较高的德定性，并有利于降低薄 (光源是波长为632.8nm的He-No激光)$92薄腆 膜介电常数.另外，SiCOF薄膜共有良好的抗吸注 厚度和折射率，然后在薄膜上蒸发淀积金月铝膜作 诊 性能.这可能与薄膜中含有扮水性的C-F基团有 为上电极.构成MIS结构，以便进行C-V特性侧试 一 关。 获得薄膜的介电常数。淀积在高阻硅片上的SICOF 关妞词:低介电常。;。;恤:XP了 薄膜，厚度在 100nm左右，用于傅立叶变换红外光 谱 (FTIR)和X射线光电子能谱 (XPS)分析。 1 引 言 本文中傅立叶变换红外光谱 (FTIR)由AvaWn 一 360型红外光谱仪在室沮下侧得.薄膜的化学组成由 在深亚微米集成电路中.互联延迟成为制约集 MicroLab310-F型X射线光电子能谱仪 (XPS)侧 成电路速度进一步提高的主要因素，为此播要寻找 f，该能谱仪射线源为MgK.- 低介电常数的介质取代目前使用的二氧化硅.目前 研究的低介电常数介质可分为两大类(-+I，一类是无 3结果与分析 机介质，如含奴氧化硅 (SiOF)薄腆.非晶CN薄 膜.以及SiO2气凝胶和干凝胶等;另一类是有机介 图I是C声.流三为30sccm时所淀积的SiCOF 质薄膜，如Teflon-AF.撅化聚对二甲苯薄膜 (PA-f). 薄膜的傅立叶变换红外光谱.图中1430cm处的吸 佩碳薄膜等。这些薄腆各有优缺点.如SiOF薄膜制 收峰对应于C-C交联，740cur，处的吸收峰刻对应 备工艺简单.与现有工艺兼容性好;而Teflon-AF等 于薄膜的无定形交联闷。薄膜中C-C文联结构的存 有机薄膜则有更低的介电常数。尽管人们对上述薄 在使SiCOF薄膜具有较高的租定性 ·另外，位于 腆已经进行了很多研究，但目前还没有我到非常满 930cm，与810cm处的吸收峰分别对应于Si-F健 意的低介电常数介质4继续探索新的性能优异的低 伸缩振动与Si-O键剪切振动。Si-F吸