[发明专利]多相低介电常数材料层的制造方法

摘要

本发明公开一种多相低介电常数材料层的制造方法，包括以下步骤在真空条件下先于硅基底上以电子束蒸镀方式蒸镀一层80nm厚的铝薄膜；再蒸镀一层5nm厚的镍薄膜形成具有金属薄膜的硅片；通过等离子体增强化学气相沉积方法在金属薄膜的硅片上沉积一层碳纳米管层形成碳纳米管层基材层；将八甲基环四硅氧烷、环己烷混合均匀并注入耐压不锈钢釜内，将八甲基环四硅氧烷、环己烷带入炉体内，八甲基环四硅氧烷、环己烷、鼓泡气体在等离子条件下在基底表面沉积一薄膜层。本发明使得薄膜的成型强度较高，性能均一，克服了一般材料机械强度差，局部容易塌陷，各区域性能迥异的缺点。

主权项

一种多相低介电常数材料层的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、在真空条件下先于硅基底上以电子束蒸镀方式蒸镀一层80nm厚的铝薄膜；步骤二、接下来在不破真空的条件下再蒸镀一层5nm厚的镍薄膜形成具有金属薄膜的硅片；步骤三、将步骤二的具有金属薄膜的的硅片在600℃条件下并处于氨气气流保护下退火3分钟，然后升温至750℃，通入物质的量之比为4：1的氨气‑乙炔混合气，该步骤反应时间为15分钟，腔体内真空度为7Torr，等离子体功率为210W，所加电压大小为530V，从而通过等离子体增强化学气相沉积方法在金属薄膜的硅片上沉积一层碳纳米管层形成碳纳米管层基材层；步骤四、将碳纳米管层基材层放入一沉积装置的炉体（1）内，所述沉积装置包括两端密封安装有端盖（2）的所述炉体（1）、位于炉体（1）一侧的液体源喷射机构（3），所述炉体（1）前半段缠绕有感应线圈（4），此感应线圈（4）依次连接到13.36MHz射频电源（5）和匹配器（6），所述液体源喷射机构（3）包括耐压不锈钢釜（7）、第一耐压混气罐（8）和第二耐压混气罐（9），此第一耐压混气罐（8）一端连接有均安装第一质量流量计（101）的第一进气管（111）、第二进气管（112），第一耐压混气罐（8）另一端与耐压不锈钢釜（7）一端通过安装有顶针阀（12）的管路连接，耐压不锈钢釜（7）另一端通过安装有顶针阀（12）、第一质量流量计（101）的管路连接到第一喷嘴（13）；所述第二耐压混气罐（9）一端连接有均安装第二质量流量计（102）的第三进气管（141），所述第二耐压混气罐（9）另一端连接到第二喷嘴（15），所述第一喷嘴（13）、第二喷嘴（15）密封地插入所述炉体一端的端盖从而嵌入炉体内，一真空泵（17）位于炉体（1）另一侧，连接所述真空泵（17）一端的管路密封地插入炉体（1）另一端的端盖（2）内，一手动挡板阀（19）、真空计（18）安装于端盖（2）和真空泵（17）之间的管路上；步骤五、关闭顶针阀（12）和第一、第二质量流量计（101、102）后，打开手动挡板阀（19）和真空泵（17），抽除炉体（1）内气体；步骤六、当炉体（1）内真空度小于10‑3Pa时，启动13.36MHz射频电源（5）和匹配器（6）；步骤七、开启第二质量流量计（102）后，将用于排净炉体内残存气体的排气氮气或者惰性气体从第三进气管（141）依次经过第二耐压混气罐（9）、第二喷嘴（15）送入炉体（1）内；步骤八、将八甲基环四硅氧烷、环己烷混合均匀并注入所述耐压不锈钢釜（7）内，将鼓泡气体分别从第一进气管（111）、第二进气管（112）注入并依次经过第一耐压混气罐（8）、耐压不锈钢釜（7）、第一喷嘴（13）送入炉体（1）内，从而将八甲基环四硅氧烷、环己烷带入炉体（1）内，八甲基环四硅氧烷、环己烷、鼓泡气体在等离子条件下在基底表面沉积一薄膜层；步骤九、沉积结束后，关闭13.36MHz射频电源（5）、匹配器（6）、顶针阀（12）和第一、第二质量流量计（101、102）后，关闭手动挡板阀（19），并对炉体（1）进行放气，待炉体（1）内压力恢复至大气压时，打开真空泵（17）一侧端盖，将已沉积的薄膜层转移至炉体（1）的加热温区内，关闭端盖，打开手动挡板阀进行抽真空处理，当炉体（1）内真空度小于10‑3Pa时，将已沉积的薄膜层转移至炉体（1）的加热温区内，加热200°C~600°C保温进行退火处理后，退火的条件为真空无气体保护，从而获得所述低介电常数薄膜层。