【摘 要】
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自从1947年晶体管发明以及1958年第一个集成电路诞生以来，以硅基集成电路为核心的微电子技术取得了飞速发展，传统热生长法生长的SiO2作为金属互连线间的绝缘介质，已远远不能满足
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自从1947年晶体管发明以及1958年第一个集成电路诞生以来，以硅基集成电路为核心的微电子技术取得了飞速发展，传统热生长法生长的SiO2作为金属互连线间的绝缘介质，已远远不能满足需求，以此为背景的低介电常数材料成为当今微电子领域的研究热点。
本文选取以溶胶-凝胶法为基础的介电常数低与现有工艺兼容的纳米多孔SiO2作为研究对象，利用两种不同的催化剂(盐酸-氨水和氢氟酸)，采用两种不同的退火方式(氢气气氛和真空)制备了系列样品，对比研究了其制备、微结构和电学等方面性质。
在实验中，我们发现用HF代替盐酸-氨水作催化剂，不但可以达到使用催化剂的目的，而且在薄膜中有效地引入了氟元素，使所得薄膜的介电常数进一步降低，其他性能也得到相应的改善。
通过观察样品的AFM照片，我们发现高温退火后薄膜表面比较光滑，空隙率有所增加，多孔结构清晰可见，具有三维结构。在HCl样品中，其孔径分布范围在10-100nm；在HF样品中，孔径基本上在10nm左右，颗粒分布均匀。其表面粗糙度的均方根较传统工艺也有所减小，由原来的2.4nm降低到1.8nm比较两种不同的退火方式，H2煅烧的效果比较好的保持了薄膜的形貌：颗粒分布均匀，表面比较光滑，孔洞尺寸分布较小。分析C-V特性的相关测量数据，HCl样品的漏电流密度的数量级比HF样品漏电流密度高一个数量级，说明HF样品在漏电流这一方面要好于HCl样品，并且HF样品的热学性质较稳定。通过分析样品的FTIR光谱图，发现薄膜中存在Si-F键。表明用HF作为催化剂在一定程度上促进了表面改性的完成。氟元素的引入之所以能够降低薄膜材料的介电常数，一方面源于氟原子本身的性质，由于氟原子具有较强的负电性，可以将电子牢牢束缚，降低材料的极化性；另一方面也源于氟原子引入后，薄膜中原有的Si-OH极性基团减少。
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