[发明专利]一种应用于5G通信具有低介电常数的材料及其制备方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种应用于5G通信具有低介电常数的材料及其制备方法，包括基底，基底上设有设有低介电常数介电层；低介电常数介电层为内部设有孔洞的介电层一和介电层二的复合层，介电层一与介电层二的结合面设有沟槽，沟槽内沉积有金属层和遮挡层，沟槽相连形成交叉网络，通过两种低介电材料的复合制造，能够有效降低介电常数，且增强了薄膜的机械性能和力学性能，提高了薄膜的耐热性，且能够减少刻蚀过程对于薄膜的影响，也能够有效防止介电常数材料的迁移，且能够解决由于紫外照射导致材料收缩使金属连线高于低介电常数材料的情况，从而能够减少抛光对于薄膜的损坏。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种应用于5G通信具有低介电常数的材料及其制备方法。

背景技术

在电子技术不断发展的今天，微电子工业一直以来仍旧基本保持着摩尔定律的正确性，为了提高集成电路的性能和速度，越来越多，越来越小的晶体管被集成在芯片中，随着期间小型化的趋势，芯片中不同层导线间的距离也随之减小，用作导线之间绝缘层的二氧化硅由于厚度不断缩小，使得其自身电容增大，聚集的电荷势必干扰信号传递，降低电路的可靠性，并且限制了频率的进一步提高。

微电子工业将应用低介电常数材料代替传统的二氧化硅绝缘材料，目前的研究认为，降低材料的介电常数主要有两种方法:第一，降低材料自身的极性，包括降低材料中电子极化率、离子极化率以及分子极化率，所述方法的重点是通过在二氧化硅中掺入杂质来实现；第二、增加材料中的空隙密度，即在介质层中引入空气泡，从而降低材料的分子密度。在分子极性降低的研究中，人们发现单位体积中分子密度对降低材料的介电常数起着重要作用，材料分子密度的降低有助于介电常数的降低。

目前本领域通常采用的制作方法是在薄膜沉积的过程中加入所谓的发泡剂，并在薄膜完成沉积后，用紫外光线在热辅助的基础上对薄膜进行处理，从而在薄膜中留下空气泡，以到达降低k值的目的，但是由于低介电常数薄膜还需要经受苛刻的工艺后加工过程，通过常规方法所获得的低电介质常数薄膜的机械强度、韧性、耐热性、耐酸性等不足以满足后续加工需要。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种低介电常数、力学性能较好、工艺简单的应用于5G通信具有低介电常数的材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种应用于5G通信具有低介电常数的材料，包括基底，所述基底上设有设有低介电常数介电层；

所述低介电常数介电层为内部设有孔洞的介电层一和介电层二的复合层，所述介电层一与介电层二的结合面设有沟槽，所述沟槽内沉积有金属层和遮挡层，所述沟槽相连形成交叉网络。

进一步的，所述介电层二为加氟的硅酸盐玻璃层。

进一步的，所述介电层一为改性二氧化硅层。

制备应用于5G通信具有低介电常数的材料的方法，包括以下步骤：

步骤一：将基底上制备介电层一，得到基体；

步骤二：将步骤一中的基体上涂覆光刻胶，使光刻胶形成一定沟槽排布的图案，并以光刻胶为掩膜，在半成品上进行沟槽的刻蚀，干法去除光刻胶，得到半成品；

步骤三：将导电金属沉积于步骤二中的半成品的沟槽内，使沟槽内形成金属交叉网络，在金属交叉网络内涂覆遮挡层，烘干干燥，抛光，得到介电层一；

步骤四：将步骤三中的介电层一外复合介电层二，得到低介电常数介电层，将所述低介电常数介电层进行紫外光线处理，得到成品。

进一步的，步骤四中，所述介电层二采用旋涂法形成，旋涂厚度200-500埃。

进一步的，步骤一中，所述导电金属采用化学气相沉积法进行沉积。

进一步的，步骤三中，所述遮挡层的材质为碳化硅或二氧化硅。