SiCO(H)薄膜材料及其前驅(qū)體的制備與性能表征.pdf

1、通過對各種候選低介電常數(shù)材料的性能和制備方法的綜合分析，總結(jié)出SiCO(H)薄膜材料綜合了無機材料良好的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能以及有機材料低k值的優(yōu)點，為此，選取含有Si、C、O、H元素的前驅(qū)體分子為研究對象，通過溶膠凝膠的方法，利用旋涂工藝涂膜，獲得了SiCO(H)薄膜，經(jīng)由350℃退火處理后得到含有Si-O-Si鍵的薄膜材料，并系統(tǒng)研究了其結(jié)構(gòu)組成，熱穩(wěn)定性，電學(xué)和力學(xué)等性能。
　　由前驅(qū)體2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅

2、烷經(jīng)過溶膠-凝膠過程和旋涂工藝制備得到SiCO(H)薄膜，350℃退火后，得到Si-O-Si結(jié)構(gòu)的薄膜材料，薄膜用SEM，TGA，AFM，F(xiàn)T-IR, XPS以及納米壓痕等手段進行了表征并測試了其電學(xué)性能。FT-IR表明薄膜中O-H鍵消失并且形成Si-O-Si結(jié)構(gòu)。XPS結(jié)果表明薄膜中含有Si、C、O元素。TGA分析結(jié)果表明薄膜具有優(yōu)良的耐熱性和穩(wěn)定性，400℃之前無明顯分解。SEM和AFM顯示薄膜表面平滑均勻，無明顯破裂，電學(xué)性能表現(xiàn)

3、為1MV/cm條件下漏電流密度約為2.98×10-7 A/cm2～2.72×10-6 A/cm2，擊穿電壓為2.5V，介電常數(shù)約為5.07～5.2。納米壓痕測試結(jié)果表明350℃退火后薄膜折合模量為4.82 GPa，硬度為1.11 GPa。
　　另外，本文采用前驅(qū)體內(nèi)-3，7，14-三(二甲基硅氧基)-1,3，5，7，9，11，14-七環(huán)戊基三環(huán)[7.3.3.15.11]七硅氧烷作為單體合成倍半硅氧烷(POSS)聚合物，反應(yīng)機理為利