Etude de diélectriques à faible permittivité destinés à l'isolation des niveaux d'interconnexions de circuits intégrés de haute densité
Auteur / Autrice : | Fabrice Pires |
Direction : | Michel Papapietro |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Matériaux polymères et composites |
Date : | Soutenance en 1999 |
Etablissement(s) : | Lyon, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne1992?-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : LMM - Laboratoire des Matériaux Macromoléculaires (Lyon; INSA ; 1962-1998) - LPCI - Laboratoire de Physico-Chimie Industrielle (Lyon, INSA ; 1977-2007) |
Mots clés
Résumé
Ce mémoire présente l'étude de matériaux isolants à faible permittivité destinés à être utilisés dans les interconnexions des circuits intégrés. Trois matériaux ont été particulièrement évalués : a) l'oxyde de silicium fluoré (SiOF) déposé par PECVD et HDPCVD, b) le méthyl-silsesquioxane (MSQ) déposé par centrifugation de solution, c) l'hydrogènesilsesquioxane (HSQ) déposé aussi par centrifugation de solution. Dans le cas du SiOF, il a été démontré que la stabilité du matériau augmentait avec la densité et diminuait avec. Le taux en fluor. Ainsi, la stabilité du matériau ne peut être réalisée que pour une permittivité relative supérieure à 3,6, ce qui reste élevé. Dans le cas du MSQ la stabilité thermique a été vérifiée mais le matériau se dégrade dans des solutions basiques de retrait résine et dans des plasmas oxydants. De nouveaux procédés limitant la dégradation ont été étudiés mais l'amélioration reste encore insuffisante. Enfin dans le cas du HSQ, nous avons montré que les procédés de gravure et de nettoyage déjà mis au point pour le MSQ donnaient un résultat totalement satisfaisant et permettaient de conserver au HSQ sa faible permittivité (3,0). Parallèlement à ces études, une modélisation moléculaire a permis de préciser les mécanismes à l'origine è , 1' abaissement de la permittivité des silsesquioxanes. Enfin, l'aptitude du matériau à être intégré dans une structure d'interconnexions a été validée, et le transfert du procédé vers l'unité de production réalisé.