К.А. Воротилов - д.т.н., директор, НОЦ «Технологический центр», Московский технологический университет. Е-mail: vorotilov@mirea.ru А.В. Корнюхин - аспирант, кафедра наноэлектроники, Московский технологический университет. Е-mail: d_seregin@mirea.ru С.А. Курдюков - аспирант, кафедра наноэлектроники, Московский технологический университет. Е-mail: d_seregin@mirea.ru Д.С. Серегин - к.т.н., начальник отдела, НОЦ «Технологический центр», Московский технологический университет. Е-mail: d_seregin@mirea.ru М.В. Старилов - аспирант, кафедра наноэлектроники, Московский технологический университет. Е-mail: d_seregin@mirea.ru

Рассмотрены принципы получения золь-гель методом нанопористых метил-модифицированных силикатных пленок толщиной 60...500 нм при центрифугировании пленкообразующего раствора на кремниевых подложках. Формирование нанопористой структуры в пленках осуществлялось методом матричного синтеза путем добавления в пленкообразующий раствор порогена полиэтиленгликоля, который испарялся в процессе термообработки образцов. Повышение температуры отжига пленок с 250 °С до 400 °С приводит к снижению их эффективной диэлектрической проницаемости до значений 2,4...2,6.

 

1. Ma S., Wang Y., Min Z., Zhong L. Nano/Mesoporous Polymers Based Low-k Dielectric Materials: A Review on Methods and Advances // Advances in Polymer Technology. 2013. V. 32. N. 3. P.21358(10).
2. Васильев В.А., Серегин Д.С., Воротилов К.А. Золь-гель метод формирования мезапористых силикатов для систем многоуровневой разводки СБИС и МЭМС-технологии // Наукоемкие технологии. 2009. № 11. С. 37-43.
3. Rouge A., Hamzaoui H., Capoen B., Bernard R., Cristini-Robbe O., Martinelli G., Cassagne C., Boudebs G., Bouazaoui M., Bigot L. Synthesis and nonlinear optical properties of zirconia-protected gold nanoparticles embedded in sol-gel derived silica glass // Materials Research Express. 2015. V. 2. N. 5. P. 055009 (10).
4. Yuan Y., Yan G.H., Huang S.H., Hong R.J. Preparation of hydrophobic SiO2/PMHS sol and ORMOSIL antireflective films for solar glass cover // Solar Energy. 2016. V.130. P. 1-9.
5. Olivares J., Clement M., González-Castilla S., Vergara L., Iborra E., Sangrador J. Porous silicon oxide sacrificial layers deposited by pulsed-direct current magnetron sputtering for microelectromechanical systems // Thin Solid Films. 2010. V. 518. P. 5128-5133.
6. Qureshi H.F., Besselink R., Elshof J. E., Nijmeijer A., Winnubst L. Doped microporous hybrid silica membranes for gas separation // J Sol-Gel Sci. Technol. 2015. V. 75. P. 180-188.
7. Vorotilov K.A., Orlova E.V., Petrovsky V.I.Sol-gel silicon dioxide films // Thin Solid Films. 1992. V. 209. P. 188-194.
8. Vorotilov K.A., Petrovsky V.I., Vasiljev V.A.Spin coating process of sol-gel silica films deposition: effect of spin speed and processing temperature // J. Sol-Gel Science and Technology. 1995. V. 5. P. 173-183.
9. Vorotilov K.A., Vasiljev V.A., Sobolevsky M.V., Sigov A.S. Thin ormosils films with different organics // J.Sol-Gel Science and Technology. 1998. V. 13. P. 467-472.
10. Vorotilov K.A., Petrovsky V.I., Vasiljev V.A., Sobolevsky M.V., Valeev A.S.ORMOSILS films: properties and microelectronic applications // J. Sol-Gel Science and Technology. 1997. V. 8. P. 581-584.
11. Vorotilov K.A., Vasiljev V.A., Sobolevsky M.V., Afanasyeva N.I.Structure, properties and applications of phenylmodified silicate films // Thin Solid Films. 1996. V. 288. N 1-2. P. 57-63.
12. Jain A., Rogojevic S. et all. Processing and characterization of silica xerogel films for low-k dielectric applications // Materials Research Society Symposium Proceeding. 1999. V. 565. P. 39.
13. Alain C., Pajonk P., Pajonk G. Chemistry of aerogels and their applications // Chemistry Reviews. 2002. V. 102. P. 4243-4265.
14. Hatton B.D., Landskron K. at all. Materials chemistry for low-k materials. // Materials Today. 2006. V. 9. № 3. P.22-31.
15. Hawker C., Hedrick J. et all. Supramolecular approaches to nanoscale dielectric foams for advanced microelectronic devices. // MRS bulletin. 2000. V. 25. P. 54-58.
16. Chen Y., Wang W. et all. Ultra low-k materials based on nanoporous fluorinated polyimid with well - defined pores via the RAFT - moderated graft polymerization process // Journal of materials chemistry. 2004. V. 14. P. 1406-1412.
17. Huang C., Kuo S., Lin H. et all. Thermal properties, miscibility and specific interactions in comparison of linear and star poly (methyl methacrylate) blend with phenolic // Polymer. 2004. V. 45. P. 5913-5921.
18. Deis T., Saha C. et all. Ultra low-k inorganic silsesquioxane films with tunable electrical and mechanical properties // Materials Research Society. 2000. V. 612. P. D5.18.1-D5.18.6.
19. Ciaramella F., Jousseaume V. et all. Croslinking impact of mesoporous MSQ films used in microelectronic interconnections on mechanical properties // Thin solid films. 2006. V. 495. P. 124-129.
20. Lee J., Char K. et all. Synthetic control of molecular weight and micristructure of processible poly (methylsilsesquioxane)s for low - dielectric thin film applications // Polymer. 2001. V. 42. P. 9085-9089.
21. Ou D., Chevalier P. et all. Prepartion of microporous ORMOSILs by thermal degradation of organically modified siloxane resin // Journal of sol - gel science and technology. 2003. V. 26. P. 407-412.
22. Васильев В.А., Кошелев Ю.Н., Воротилов К.А. Исследование процесса формирования пористых пленок метил-модифицированных силикатов // ПЛЕНКИ-2005 / Материалы Международной НТК, 22-26 ноября 2005 г. Москва. М: МИРЭА, 2005. Ч. 2. С. 33-38.
23. Leung R., Case S. Low dielectric constant porous films // ПатентСША№ 6,204,202 B1. 2001, март.
24. Park O., Eo Y. et all. Preparation and optical properties of silica-poly(ethylene oxide) hybrid materials // Journal of sol-gel science and technology. 1999. V. 16. P. 235-241.
25. Hyeon-Lee J., Lyu Y. et all. Nanoporous low dielectric cyclosiloxane bearing polysilsesquioxane thin films templated by poly(ε-caprolactone) // Macromolecular materials engineering. 2004. V. 289. P. 164-173.
26. Theato P., Kim K.J. Yoon D.Y. Synthesis and characterization of novel organic ? inorganic hybrid block copolymers // Physical Chemistry Chemical Physics. 2004. V. 6. Р. 1458-1462.
27. Kohl T., Mimna R. et all. Low k, porous methyl silsesquioxane and spin-on-glass // Electrochemical and Solid-State Letters. 1999. V. 2. P. 77-79.
28. Kim J., Kim H., Lee B., Ree M. Imprinting of nanopores in organosilicate dielectric thin films with hyperbranched ketalized polyglycidol // Polymer. 2005. V. 46. P. 7394-7402.
29. Yu S., Wong T., Hu X. Low dielectric constant organosilicate films prepared by sol-gel and templating methods // Journal of sol-gel science and technology. 2004. V. 29. P. 57-62.
30. Yanga C, Wua P. et all. Low dielectric constant nanoporous poly(methyl silsesquioxane) using poly(styrene-block-2-vinylpyridine) as a template // Polymer. 2004. V. 45. P. 5691-5702.
31. Huang Q., Volksen W., Huang E. et all. Structure and interaction of organic/inorganic hybrid nanocomposites for microelectronic applications. 1. MSSQ/P(MMA-co-DMAEMA) nanocomposites // Chemistry of Materials. 2002. V. 14. P. 3676-3685.