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为适应窄线宽制程要求,多孔低介电材料是近年来介电功能领域的研究热点。本文使用具有功能取代基的笼形倍半硅氧烷作为分子模板剂,研究孔洞大小均匀分布的低介电常数多孔薄膜的制备。并通过表面活性剂结构调控孔洞的大小。对材料制备工艺及表面活性剂结构对材料性能影响进行了研究。主要工作大致有以下几个方面: 1、综述了国内外低介电材料的研究进展,详细探讨了模板法制备多孔硅材料的机理及应用,并针对目前低介电多孔薄膜的制备和性质方面存在的不足提出了相应的解决办法。 2、合成了带有八个甲基取代的笼形倍半硅氧烷,并得到了其单晶结构,并通过FTIR、29Si NMR、单晶X射线衍射等现代仪器设备对其结构进行了表征。详细讨论了反应温度、PH值、加入水量和反应时间对产率的影响,得出了反应的最佳条件,同时对其合成机理进行了探讨。 3、利用γ-(甲基丙稀酰氧)丙基三甲氧基硅烷水解缩和得到的POSS溶胶作为模板剂制备得到了低介电薄膜材料,讨论了旋膜转速对薄膜厚度的影响。通过原子力显微镜、比表面分析仪、椭偏仪等对薄膜的性质进行了表征,制备出的薄膜介电常数可以低达K=2.7。 4、通过表面活性剂控制孔洞的大小,并使用小角X射线衍射、比表面分析仪、椭偏仪对薄膜的性质进行了表征。详细讨论了表面活性剂的种类和浓度对薄膜孔径大小分布和介电常数的影响。制备出的薄膜比表面高达1217.2m2/g,孔体积0.75 cm3/g,并且具有较低介电常数K=1.7。