CN116262620A - 二氧化硅气凝胶薄膜制备方法 - Google Patents
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Abstract
采用溶剂交换以及常压干燥法制备了二氧化硅气凝胶薄膜。以硅晶片为基底，在晶片上旋涂异丙醇基硅溶胶。在常压、270℃条件下干燥制得的二氧化硅气凝胶薄膜孔隙率为80.1％，介电常数为2.1。实验证明，该常压干燥法制备的气凝胶薄膜有望应用于超过千兆量级的下一代半导体器件中的金属间介质材料。
Description
技术领域
本发明属于气凝胶的制备方法
背景技术
近年来，二氧化硅气凝胶因其具有超低介电常数、低密度和高热稳定性等特性，在集成电路领域的应用受到广泛关注。集成电路技术的快速发展主要是由于器件尺寸的持续小型化，在超大规模集成中提供了更高的封装密度和更高的运行速度。
随着多层互连结构集成电路的特征尺寸减小到纳米范围，通常使用较低介电常数材料取代有机硅玻璃薄膜用作金属间介质，以使互连电阻延迟、功耗和串扰最小化。
二氧化硅气凝胶薄膜用作低介电常数金属间介质已被广泛研究。然而，气凝胶材料作为一种核心材料，其本身的制备工艺复杂，大大限制了其商业化应用。本发明采用常压干燥流程制备二氧化硅气凝胶薄膜，工艺简单，极具商业应用前景。
发明内容
本发明的目的在于制备二氧化硅气凝胶薄膜。
本发明制备的二氧化硅气凝胶薄膜，分子式为SiO2。
测试结果表明，在常压、270℃条件下干燥制得的二氧化硅气凝胶薄膜孔隙率为80.1％，介电常数为2.1。
二氧化硅气凝胶作为一种低介电常数材料，预期在集成电路领域具有重要的应用价值。
附图说明：
图1是二氧化硅气凝胶薄膜的介电常数与孔隙度的关系及经验关联式。
具体实施方式
以正硅酸乙酯和异丙醇为原料，采用两步催化溶胶凝胶法制备二氧化硅醇凝胶。将此醇凝胶旋涂到硅晶表面，然后在50℃异丙醇溶剂中老化一天，以去除水解反应过程中生成的乙醇。将得到的湿凝胶浸泡在正庚烷溶剂中24小时进行溶剂置换，随后将置换溶剂后的凝胶置于烧杯中，并以3℃/min的加热速度加热至270℃，当温度达到 270℃后保持10h，随后关闭加热，并自然冷却至室温，得到二氧化硅薄膜气凝胶。
Claims (1)
1.权利要求二氧化硅气凝胶薄膜的制备方法，包括如下步骤：
以正硅酸乙酯和异丙醇为原料，采用两步催化溶胶凝胶法制备二氧化硅醇凝胶，将此醇凝胶旋涂到硅晶表面，然后在50℃异丙醇溶剂中老化一天，以去除水解反应过程中生成的乙醇，将得到的湿凝胶浸泡在正庚烷溶剂中24小时进行溶剂置换，随后将置换溶剂后的凝胶置于烧杯中，并以3℃/min的加热速度加热至270℃，当温度达到270℃后保持10h，随后关闭加热，并自然冷却至室温，得到二氧化硅薄膜气凝胶。
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