Гибридные органосиликатные low-k-диэлектрики с бензольными мостиковыми группами с повышенной механической прочностью и малым размером пор для современной BEOL металлизации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной работе исследованы критические свойства периодического мезопористого органосиликатного диэлектрика с различным соотношением бензольных мостиковых и метильных групп с использованием современных методов, таких, как эллипсометрическая порозиметрия, спектроскопия поверхностных акустических волн, рентгеновская рефлектометрия и другие. Показано, что размер пор и шероховатость поверхности пленок уменьшаются с увеличением концентрации бензольных групп, хотя при концентрации >25 мол.% размер пор резко уменьшается и мало меняется при дальнейшем увеличении. С ростом концентрации бензольных групп также увеличивается диэлектрическая проницаемость и улучшаются механические свойства. Увеличение модуля Юнга носит перколяционный характер и резко возрастает при концентрации, близкой к 50 мол.%. Было обнаружено, что введение 30 мас.% пористости в пленки с бензольными группами, в которых отсутствуют метильные группы, ведет к увеличению модуля Юнга. Такое поведение связано с формированием кристаллоподобной структуры на каркасе пленки. Увеличение диэлектрической проницаемости связано с большей поляризуемостью бензольных групп по сравнению с метильными группами, а также с их большей гидрофильностью и наличием адсорбированной воды.

Об авторах

Аскар Анварович Резванов

Научно-исследовательский институт молекулярной электроники

Автор, ответственный за переписку.
Email: arezvanov@niime.ru
Россия, 124460, Россия, Москва, Зеленоград, ул. Академика Валиева, 6/1

Алексей Сергеевич Вишневский

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: vishnevskiy@mirea.ru
Россия, 119454, Россия, Москва, проспект Вернадского, 78

Дмитрий Сергеевич Серегин

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: d_seregin@mirea.ru
Россия, 119454, Россия, Москва, проспект Вернадского, 78

Андрей Александрович Ломов

Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН

Email: lomov@ftian.ru
Россия, 117218, Россия, Москва, Нахимовский проспект, 36/1

Константин Анатольевич Воротилов

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: vorotilov@mirea.ru
Россия, 119454, Россия, Москва, проспект Вернадского, 78

Михаил Родионович Бакланов

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: baklanovmr@gmail.com
Россия, 119454, Россия, Москва, проспект Вернадского, 78

Список литературы

  1. P. Van Der Voort, D. Esquivel, E. De Canck, F. Goethals, I. Van Driessche, F. J. Romero-Salguero Chem. Soc. Rev., 2013, 42(9), 3913. doi: 10.1039/C2CS35222B.
  2. A.M. Kaczmarek, S. Abednatanzi, D. Esquivel, C. Krishnaraj, H.S. Jena, G. Wang, K. Leus, R. Van Deun, F.J. Romero-Salguero, P. Van Der Voort Micropor. Mesopor. Mat., 2020, 291, 109687. doi: 10.1016/j.micromeso.2019.109687.
  3. D. Arcos, M. Vallet-Regí Acta Biomater., 2010, 6(8), 2874. doi: 10.1016/j.actbio.2010.02.012.
  4. Advanced Interconnects for ULSI Technology, Eds M.R. Baklanov, P.S. Ho, E. Zschech, UK, Chichester, Wiley, 2012, 608 pp. doi: 10.1002/9781119963677.
  5. V. Jousseaume, O. Gourhant, P. Gonon, A. Zenasni, L. Favennec J. Electrochem. Soc., 2012, 159(5), G49. doi: 10.1149/2.jes113605.
  6. J. Li, T.E. Seidel and J.W. Mayer MRS Bulletin, 1994, 19(8), 15. doi: 10.1557/S0883769400047692.
  7. А.С. Валеев, Г.Я. Красников, В.А. Гвоздев, П.И. Кузнецов Пат. РФ, 2548523, 2013.
  8. L. Zhang, J.-F. de Marneffe, N. Heylen, G. Murdoch, Z. Tokei, J. Boemmels, S. De Gendt, M.R. Baklanov Appl. Phys. Lett., 2015, 107, 092901. doi: 10.1063/1.4930072.
  9. K. Maex, M.R. Baklanov, D. Shamiryan, F. Iacopi, S.H. Brongersma, Z.S. Yanovitskaya J. Appl. Phys., 2003, 93, 8793. doi: 10.1063/1.1567460.
  10. B.D. Hatton, K. Landskron, W.J. Hunks, M.R. Bennett, D. Shukaris, D.D. Perovic, G.A. Ozin Mater. Today, 2006, 9(3), 22. doi: 10.1016/S1369-7021(06)71387-6.
  11. H. Li, J.M. Knaup, E. Kaxiras, J.J. Vlassak Acta Mater., 2011, 59, 44. doi: 10.1016/j.actamat.2010.08.015.
  12. J.A. Burg, M.S. Oliver, T.J. Frot, M. Sherwood, V. Lee, G. Dubois, R.H. Dauskardt Nat. Commun., 2017, 8(1), 1019. doi: 10.1038/s41467-017-01305-w.
  13. S. Inagaki, S. Guan, T. Ohsuna, O. Terasaki Nature, 2002, 416(6878), 304. doi: 10.1038/416304a.
  14. A. Rezvanov, A. Vishnevskiy, D. Seregin, D. Schneider, A.A. Lomov, K.A. Vorotilov, M.R. Baklanov Mater. Chem. Phys., 2022, 290, 126571. doi: 10.1016/j.matchemphys.2022.126571.
  15. A.A. Maznev, A. Mazurenko, L. Zhuoyun, M. Gostein Rev. Sci. Instrum., 2003, 74, 667. doi: 10.1063/1.1512680.
  16. R.N. Nenashev, N.M. Kotova, A.S. Vishnevskii, K.A. Vorotilov Inorg. Mater., 2016, 52(6), 625. doi: 10.1134/S0020168516060108.
  17. A.S. Vishnevskiy, D.S. Seregin, K.A. Vorotilov, A.S. Sigov, K.P. Mogilnikov, M.R. Baklanov J. Solgel. Sci. Technol., 2019, 92(4), 273. doi: 10.1007/s10971-019-05028-w.
  18. E-B. Cho, K. Char Chem. Mater., 2003, 16(2), 270. doi: 10.1021/cm0346733.
  19. Y. Goto, S. Inagaki Chem. Commun., 2002, 20, 2410. doi: 10.1039/B207825B.
  20. M.R. Baklanov, K.P. Mogilnikov Microelectron. Eng., 2002, 64(1), 335. doi: 10.1016/S0167-9317(02)00807-9.
  21. A.G. Attallah, A.S. Vishnevskiy, M.O. Liedke, E. Hirschmann, M. Butterling, D.S. Seregin, A.A. Rezvanov, K.A. Vorotilov, M.R. Baklanov, A. Wagner В Proc. 12.5th International Workshop on Positron and Positronium Chemistry, (Internet, 30 August – 3 September, 2021), 2021 (https:// ppc12.5.umcs.pl/?page_id=502).
  22. M.R. Baklanov, V. Jousseaume, T.V. Rakhimova, D.V. Lopaev, Yu.A. Mankelevich, V.V. Afanas'ev, J.L. Shohet, S.W. King, E.T. Ryan Appl. Phys. Rev., 2019, 6(1), 011301. doi: 10.1063/1.5054304.
  23. P. Marsik, P. Verdonck, D. De Roest, M.R. Baklanov Thin Solid Films, 2010, 518(15), 4266. doi: 10.1016/j.tsf.2009.12.110.
  24. D.C. Hurley, V.K. Tewary, A.J. Richards Meas. Sci. Technol., 2001, 12, 1486. doi: 10.1088/0957-0233/12/9/315.
  25. A.D. Ross PhD Thes. in Chemical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, USA, Boston, 2005, 119 pp.
  26. A.P. Dral, C. Lievens, J.E. ten Elshof Langmuir, 2017, 33(22), 5527. doi: 10.1021/acs.langmuir.7b00971.
  27. V.A. Pustovarov, A.F. Zatsepin, D.Y. Biryukov, V.S. Aliev, R.M.K. Iskhakzay, V.A. Gritsenko J. Non-Cryst. Solids, 2023, 602, 122077. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2022.122077.
  28. L. Skuja J. Non-Cryst. Solids, 1998, 239(1-3) 16. doi: 10.1016/S0022-3093(98)00720-0.
  29. R. Salh В Crystalline Silicon – Properties and Uses, USA, TX, Houston, IntechOpen Publ., 2011, pp. 135–172. doi: 10.5772/22607.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Резванов А.А., Вишневский А.С., Серегин Д.С., Ломов А.А., Воротилов К.А., Бакланов М.Р., 2023

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).