Film à faible constante diélectrique (Low-K)

Les films à faible constante diélectrique sont couramment utilisés comme isolants en raison de leur capacité à empêcher la diaphonie sur les circuits intégrés (CI). Cette faible constante diélectrique permet des vitesses de commutation rapides et un plus grand nombre de composants dans une seule puce par rapport au dioxyde de silicium.

Méthodes d'application typiques de la norme Low-κ :

Diamant noir I, II et III

Produit par Applied Materials

Il existe trois générations de films Black Diamond, énumérées ci-dessous :

1. Le Black Diamond original (également appelé BD1) (k~3.0) est la norme industrielle pour les nœuds 90/65nm. La création d'un film nanoporeux à faible k est un processus en deux étapes consistant en un dépôt PECVD d'un "squelette" de verre organosilicaté et d'une phase organique Lermolabile, suivi d'un durcissement aux ultraviolets (UV) qui élimine la phase labile - induisant ainsi la porosité - et restructure et renforce la matrice d'oxyde de silicium restante pour former le film nanoporeux final. La petite taille moyenne des pores et leur distribution serrée éliminent le besoin de sceller les pores.

2. Le film Black Diamond II (également appelé BD2) nano-poreux à faible k est la norme industrielle pour les interconnexions 45/32nm cuivre/faible k, avec une valeur k d'environ 2,5.

3. Le film Black Diamond III (également appelé BD3) de nouvelle génération étend cette technologie de pointe à un film ULK (k~2,2) pour une mise à l'échelle à 22 nm et moins et pour améliorer la vitesse des dispositifs. Il confère également la résistance mécanique (dureté et élasticité) requise par les nouveaux systèmes d'emballage avancés. Le film présente une excellente résistance à l'humidité, une valeur k stable après la gravure et le retrait de la résine photosensible, et une résistance mécanique supérieure.

Formule chimique : SiCOH

Κ= 2.2- 3.0

Ce film à faible teneur enκ est produit en introduisant du -CH3 dans un substrat de silice pour produire un matériau diélectrique hybride, SiOC:H.

Elle est fabriquée par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) à température ambiante avec un précurseur organosilane, de l'oxygène et de l'oxyde nitreux comme oxydant à la place du peroxyde d'hydrogène.

Les revêtements Black Diamond low-κ sont avantageux car le substrat pourra conserver les mêmes propriétés Lermomécaniques que l'oxyde de silicium, avec des vitesses de commutation beaucoup plus rapides et une meilleure isolation.

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