JPH034405A - 平担化可能の誘電体 - Google Patents
平担化可能の誘電体Info
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- JPH034405A JPH034405A JP2111597A JP11159790A JPH034405A JP H034405 A JPH034405 A JP H034405A JP 2111597 A JP2111597 A JP 2111597A JP 11159790 A JP11159790 A JP 11159790A JP H034405 A JPH034405 A JP H034405A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、特に電子デバイス用の平坦化可能のtIj:
を体に関する。
を体に関する。
電子デバイスにおけるトポグラフィ−の平坦化には、溶
液から例えばスピン・コーチング法又は噴霧被覆法によ
り施される高温安定性の有機誘電体がしばしば使用され
る(これに関しては例えばミツタール(に、 L、 M
ittal)著「ボリイミズ(P。
液から例えばスピン・コーチング法又は噴霧被覆法によ
り施される高温安定性の有機誘電体がしばしば使用され
る(これに関しては例えばミツタール(に、 L、 M
ittal)著「ボリイミズ(P。
lyi+5ides) 」第2巻、第767〜793頁
、Plenuse Press New York在、
1984年参照)、この場合高い実装密度を実現し得る
ためには良好な平坦化特性及び絶縁特性の他に、高い開
閉速度を可能にする低誘電率及び高い熱伝導性での低い
損失ファクタが要求される。更に誘電体の構造化可能性
が確保されなければならない。
、Plenuse Press New York在、
1984年参照)、この場合高い実装密度を実現し得る
ためには良好な平坦化特性及び絶縁特性の他に、高い開
閉速度を可能にする低誘電率及び高い熱伝導性での低い
損失ファクタが要求される。更に誘電体の構造化可能性
が確保されなければならない。
今日的観点からマイクロエレクトロニクスに使用できる
平坦化可能のf4tl誘電体では上記の各要求、特に高
い熱伝導性を満足させることができない、従って高い実
装密度を有する集積回路を開発する場合、平坦化可能の
有機誘電体に関する使用可能性は著しく制限される0例
えば気相から析出されるS i Ozからなる平坦化の
ために選択的に使用される無機層又は無機誘電体は高価
な技術を必要とする(これに関してはグリューワル(V
、 Grewal)その他著rV−MICConf、
J 1986年6月9〜10号、第107〜113頁を
参照)、更にこの誘電体では高い熱伝導率を得ることが
できるが、これは有機誘電体に比べて明らかに劣った誘
電特性を有する。
平坦化可能のf4tl誘電体では上記の各要求、特に高
い熱伝導性を満足させることができない、従って高い実
装密度を有する集積回路を開発する場合、平坦化可能の
有機誘電体に関する使用可能性は著しく制限される0例
えば気相から析出されるS i Ozからなる平坦化の
ために選択的に使用される無機層又は無機誘電体は高価
な技術を必要とする(これに関してはグリューワル(V
、 Grewal)その他著rV−MICConf、
J 1986年6月9〜10号、第107〜113頁を
参照)、更にこの誘電体では高い熱伝導率を得ることが
できるが、これは有機誘電体に比べて明らかに劣った誘
電特性を有する。
本発明の課題は、良好な平坦化特性及び絶縁特性並びに
低い誘電率、低い損失ファクタ及び高い熱伝導率を有し
、また更に構造化することのできる平坦化可能の誘電体
を提供することにある。
低い誘電率、低い損失ファクタ及び高い熱伝導率を有し
、また更に構造化することのできる平坦化可能の誘電体
を提供することにある。
この課題は本発明によれば、誘電体が、酸素プラズマ中
でエツチング可能でありまた高い熱伝導性及び良好な誘
電特性を有する固体充填材を微細に分配された状態で埋
封している、高温安定性の有機ポリマーの母材からなる
ことによって解決される。
でエツチング可能でありまた高い熱伝導性及び良好な誘
電特性を有する固体充填材を微細に分配された状態で埋
封している、高温安定性の有機ポリマーの母材からなる
ことによって解決される。
本発明によれば、プラスチック母材の誘電性及び平坦化
可能の特性は非導電性、すなわち絶縁性の充填材(比抵
抗>10”0cm)によって殆ど影響されないが、熱伝
導性は決定的に高められる。
可能の特性は非導電性、すなわち絶縁性の充填材(比抵
抗>10”0cm)によって殆ど影響されないが、熱伝
導性は決定的に高められる。
更に充填材によって酸素プラズマ中での誘電体の腐食可
能性が損なわれることはない。
能性が損なわれることはない。
本発明による平坦化可能の誘電体では充填材の量は有利
には30容量%までである。充填材は例えばその比電気
抵抗が約101thΩ1であるダイヤモンドであってよ
い、しかし充填材は無定形の水素含有炭素であることが
有利である。
には30容量%までである。充填材は例えばその比電気
抵抗が約101thΩ1であるダイヤモンドであってよ
い、しかし充填材は無定形の水素含有炭素であることが
有利である。
無定形の水素含有炭素(略してa−C:H)は、無定形
の炭素格子が存在する炭素材料であり、その機械的硬さ
によりこの炭素材料はダイヤモンド様炭素ともいわれる
(これに関しては例えば「イーデーエル・インドウスト
リー・ディアマンテン・ルントシャウ(IDRIndu
strie Diasanten Rundschau
) 」第1ll(1984)、第4巻、第249〜25
3頁参照)、炭素のこの変体は、四面体(sp’ i
と三方体(sp” −)のハイブリッド化が共存する
ことによってその特異な性質、例えば光学透明度、微小
硬度、化学抵抗及び電気絶縁性を維持する。すなわち無
定形構造は水素の埋封によって(約10〜40原子%)
安定化される。
の炭素格子が存在する炭素材料であり、その機械的硬さ
によりこの炭素材料はダイヤモンド様炭素ともいわれる
(これに関しては例えば「イーデーエル・インドウスト
リー・ディアマンテン・ルントシャウ(IDRIndu
strie Diasanten Rundschau
) 」第1ll(1984)、第4巻、第249〜25
3頁参照)、炭素のこの変体は、四面体(sp’ i
と三方体(sp” −)のハイブリッド化が共存する
ことによってその特異な性質、例えば光学透明度、微小
硬度、化学抵抗及び電気絶縁性を維持する。すなわち無
定形構造は水素の埋封によって(約10〜40原子%)
安定化される。
無定形の水素含有炭素からなる層は電気的に良好な絶縁
性であり、この材料の比電気抵抗は1QI3Ω1以上に
まで調整することができる。
性であり、この材料の比電気抵抗は1QI3Ω1以上に
まで調整することができる。
無定形の水素含有炭素は、ガス状の炭化水素を高周波−
低圧・プラズマで析出することによって製造することが
できる。この場合誘電率及び比電気抵抗のようなa−C
:Hの特性は比較的広い範囲でのプラズマ条件によって
制御することができる。a−C:Hを例えば低圧プラズ
マにより無線周波数エネルギー(13,56MHz)の
容量結合でメタンの使用下にガス圧2mバール及びセル
フバイアス電圧≧150Vで析出した場合、光学エネル
ギーギャップ約2eV、比電気抵抗>10”Ω1、誘電
率6及び熱伝導率約1000W/に、mの透明な材料が
得られる。
低圧・プラズマで析出することによって製造することが
できる。この場合誘電率及び比電気抵抗のようなa−C
:Hの特性は比較的広い範囲でのプラズマ条件によって
制御することができる。a−C:Hを例えば低圧プラズ
マにより無線周波数エネルギー(13,56MHz)の
容量結合でメタンの使用下にガス圧2mバール及びセル
フバイアス電圧≧150Vで析出した場合、光学エネル
ギーギャップ約2eV、比電気抵抗>10”Ω1、誘電
率6及び熱伝導率約1000W/に、mの透明な材料が
得られる。
a−C:Hのこの化学構造によって08プラズマ内にお
ける全系の腐食可能性が損なわれることはなく、またa
−C:Hの光学特性、すなわち透明度により間接的な光
構造化の他にシリコン含有上層レジストを用いてのリソ
グラフィー法での直接構造化の可能性も生じる。従って
本発明による誘電体の場合充填材としてa−C:Hのよ
うな無定形構造を有する材料を使用することが特に有利
である。それというのも直接構造化に際して腐食作用が
全方向的に生じるからである。更に本発明においては、
粉末状で使用される充填材が粒径〈50nmを有するこ
とが有利である。
ける全系の腐食可能性が損なわれることはなく、またa
−C:Hの光学特性、すなわち透明度により間接的な光
構造化の他にシリコン含有上層レジストを用いてのリソ
グラフィー法での直接構造化の可能性も生じる。従って
本発明による誘電体の場合充填材としてa−C:Hのよ
うな無定形構造を有する材料を使用することが特に有利
である。それというのも直接構造化に際して腐食作用が
全方向的に生じるからである。更に本発明においては、
粉末状で使用される充填材が粒径〈50nmを有するこ
とが有利である。
本発明による誘電体の場合、プラスチック母材は高温安
定性のいわゆるラダーポリマー又はハーフラダーポリマ
ーからなるのが有利である。ラダ−ポリマー(ladd
er polymer)は、その分子が縮合環の鎖から
なる高分子物質(high polymer)であり、
従ってその構造ははしごの形に類似している。この種の
ポリマーは例えばポリイミダゾピロロンである。ハーフ
ラダーポリマーは例えばポリイミド、ポリイミダゾール
及びポリオキサゾールである0本発明による誘電体の場
合合成樹脂母材はポリベンゾオキサゾールからなるのが
有利である(これに対しては例えばベール(E、 Be
hr)著「ホンホテンペラトゥールベシュテンディゲ・
タンストシェドy ラフs (Hochtempera
turbestjindigeKunststoffe
) J Cart Hanser Verlag出版、
Miinct+en在、1969年、第71〜72頁、
第99頁及び第100頁参照)。
定性のいわゆるラダーポリマー又はハーフラダーポリマ
ーからなるのが有利である。ラダ−ポリマー(ladd
er polymer)は、その分子が縮合環の鎖から
なる高分子物質(high polymer)であり、
従ってその構造ははしごの形に類似している。この種の
ポリマーは例えばポリイミダゾピロロンである。ハーフ
ラダーポリマーは例えばポリイミド、ポリイミダゾール
及びポリオキサゾールである0本発明による誘電体の場
合合成樹脂母材はポリベンゾオキサゾールからなるのが
有利である(これに対しては例えばベール(E、 Be
hr)著「ホンホテンペラトゥールベシュテンディゲ・
タンストシェドy ラフs (Hochtempera
turbestjindigeKunststoffe
) J Cart Hanser Verlag出版、
Miinct+en在、1969年、第71〜72頁、
第99頁及び第100頁参照)。
次に本発明を一実施例に基づき更に詳述する。
合成樹脂母材として、熱伝導率0.19 N/に、mを
有しまた誘電率値が2.8であるポリベンゾオキサゾー
ルを使用した。ヒドロキシポリアミドの形のポリベンゾ
オキサゾールの可溶性前駆物質は2゜2−ビス(3−ア
ミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,l、3,3
.3−ヘキサフルオロプロパン(50モル%L3.3′
−ジヒドロキシベンジジン(50モル%)及びイソフタ
ル酸ジクロリド(90モル%)から製造した(これに関
しては[ポリマー・レターズ(Polyt Lette
rs) J第2巻(1964年)、第655〜659頁
を参照のこと)。
有しまた誘電率値が2.8であるポリベンゾオキサゾー
ルを使用した。ヒドロキシポリアミドの形のポリベンゾ
オキサゾールの可溶性前駆物質は2゜2−ビス(3−ア
ミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,l、3,3
.3−ヘキサフルオロプロパン(50モル%L3.3′
−ジヒドロキシベンジジン(50モル%)及びイソフタ
ル酸ジクロリド(90モル%)から製造した(これに関
しては[ポリマー・レターズ(Polyt Lette
rs) J第2巻(1964年)、第655〜659頁
を参照のこと)。
N−メチルピロリドン中のポリベンゾオキサゾール前駆
物質の約20〜30%溶液に、有利には粒径<50 n
mの粉砕した無定形の水素含有炭素を分散させた。この
炭素は比電気抵抗>10”Ω1、誘電率6及び熱伝導率
1000H/に、s )を存する。
物質の約20〜30%溶液に、有利には粒径<50 n
mの粉砕した無定形の水素含有炭素を分散させた。この
炭素は比電気抵抗>10”Ω1、誘電率6及び熱伝導率
1000H/に、s )を存する。
先に記載したようにして得た分散物を、アルミニウム導
電路を存するシリコンウェハー上に遠心塗布し、次いで
循環空気炉中で約100℃で予備加熱した(約20分間
)、引続き拡散炉中で不活性ガスとして窒素雰圀気下に
熱処理するが、その際次の温度プログラム、すなわち1
70°Cまでで1時間、250 ’Cまでで1時間、4
00°Cまでで1時間、室温までで6時間を設定した。
電路を存するシリコンウェハー上に遠心塗布し、次いで
循環空気炉中で約100℃で予備加熱した(約20分間
)、引続き拡散炉中で不活性ガスとして窒素雰圀気下に
熱処理するが、その際次の温度プログラム、すなわち1
70°Cまでで1時間、250 ’Cまでで1時間、4
00°Cまでで1時間、室温までで6時間を設定した。
この熱処理過程でポリマー前駆物質は高温安定性のポリ
ベンゾオキサゾールに変換された。
ベンゾオキサゾールに変換された。
固体に対して30容量%までの量でa−C:Hを配合す
ることによって、誘電体の誘電率は2.8から3.5に
僅かに上昇し、これに対して熱伝導率はO,l 9 W
/に、mから1.5〜2−八、−に上昇した。
ることによって、誘電体の誘電率は2.8から3.5に
僅かに上昇し、これに対して熱伝導率はO,l 9 W
/に、mから1.5〜2−八、−に上昇した。
すなわちa−C:H充填材によって熱伝導率は著しく高
まるが、u体の誘電特性及び平坦化可能特性は殆ど変化
しない。
まるが、u体の誘電特性及び平坦化可能特性は殆ど変化
しない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)誘電体が、酸素プラズマ中でエッチング可能であり
また高い熱伝導性及び良好な誘電特性を有する固体充填
材を微細に分配された状態で埋封している高温安定性の
有機ポリマーの母材からなることを特徴とする平坦化可
能の誘電体。 2)充填材の量が30容量%までであることを特徴とす
る請求項1記載の誘電体。 3)充填材が無定形の水素含有炭素(a−C:H)であ
ることを特徴とする請求項1又は2記載の誘電体。 4)充填材が粒径<50nmを有することを特徴とする
請求項1ないし3の1つに記載の誘電体。 5)ポリマーがラダーポリマー又はハーフラダーポリマ
ーであることを特徴とする請求項1ないし4の1つに記
載の誘電体。 6)ポリマーがポリベンゾオキサゾールであることを特
徴とする請求項5記載の誘電体。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2001098160A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 絶縁材用樹脂組成物及びこれを用いた絶縁材 |
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JPH10330188A (ja) * | 1997-05-29 | 1998-12-15 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンドの微細加工方法 |
DE19756887A1 (de) * | 1997-12-19 | 1999-07-01 | Siemens Ag | Kunststoffverbundkörper |
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US7033670B2 (en) * | 2003-07-11 | 2006-04-25 | Siemens Power Generation, Inc. | LCT-epoxy polymers with HTC-oligomers and method for making the same |
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US8216672B2 (en) * | 2004-06-15 | 2012-07-10 | Siemens Energy, Inc. | Structured resin systems with high thermal conductivity fillers |
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US7651963B2 (en) * | 2005-04-15 | 2010-01-26 | Siemens Energy, Inc. | Patterning on surface with high thermal conductivity materials |
US7846853B2 (en) * | 2005-04-15 | 2010-12-07 | Siemens Energy, Inc. | Multi-layered platelet structure |
US7851059B2 (en) * | 2005-06-14 | 2010-12-14 | Siemens Energy, Inc. | Nano and meso shell-core control of physical properties and performance of electrically insulating composites |
US7781057B2 (en) * | 2005-06-14 | 2010-08-24 | Siemens Energy, Inc. | Seeding resins for enhancing the crystallinity of polymeric substructures |
US7955661B2 (en) * | 2005-06-14 | 2011-06-07 | Siemens Energy, Inc. | Treatment of micropores in mica materials |
US7655295B2 (en) | 2005-06-14 | 2010-02-02 | Siemens Energy, Inc. | Mix of grafted and non-grafted particles in a resin |
US8357433B2 (en) * | 2005-06-14 | 2013-01-22 | Siemens Energy, Inc. | Polymer brushes |
US20070026221A1 (en) * | 2005-06-14 | 2007-02-01 | Siemens Power Generation, Inc. | Morphological forms of fillers for electrical insulation |
US7547847B2 (en) * | 2006-09-19 | 2009-06-16 | Siemens Energy, Inc. | High thermal conductivity dielectric tape |
US8101231B2 (en) | 2007-12-07 | 2012-01-24 | Cabot Corporation | Processes for forming photovoltaic conductive features from multiple inks |
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JPS57111034A (en) * | 1980-12-10 | 1982-07-10 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
JPS5860563A (ja) * | 1981-10-06 | 1983-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 電子部品の保護膜 |
JPS59145202A (ja) * | 1983-02-07 | 1984-08-20 | Dainippon Ink & Chem Inc | 輻射線硬化型樹脂組成物 |
US4738999A (en) * | 1986-03-31 | 1988-04-19 | Lord Corporation | Fiber reinforced composites |
US4888247A (en) * | 1986-08-27 | 1989-12-19 | General Electric Company | Low-thermal-expansion, heat conducting laminates having layers of metal and reinforced polymer matrix composite |
US4845183A (en) * | 1987-11-24 | 1989-07-04 | Hoechst Celanese Corporation | Heat resistant polyamide and polybenzoxazole from bis-((amino-hydroxyphenyl)hexafluoroisopropyl)diphenyl ethers |
-
1990
- 1990-04-02 FI FI901654A patent/FI105605B/fi not_active IP Right Cessation
- 1990-04-05 US US07/504,931 patent/US5037876A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-12 EP EP90107014A patent/EP0394767B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-12 DE DE59010613T patent/DE59010613D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-25 JP JP02111597A patent/JP3080965B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-26 KR KR1019900005846A patent/KR0165113B1/ko not_active IP Right Cessation
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FI901654A0 (fi) | 1990-04-02 |
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KR900017123A (ko) | 1990-11-15 |
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EP0394767A3 (de) | 1991-07-24 |
FI105605B (fi) | 2000-09-15 |
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